เฟส มุมเฟส และการเลื่อนเฟสคืออะไร

เมื่อพูดถึงไฟฟ้ากระแสสลับ พวกเขามักจะใช้คำศัพท์เช่น "เฟส" "มุมเฟส" "การเลื่อนเฟส" ซึ่งมักจะหมายถึงกระแสสลับหรือกระแสเป็นจังหวะไซน์ (ได้มาจากการแก้ไข กระแสไซน์).

เนื่องจากการเปลี่ยนแปลง EMF เป็นระยะในเครือข่ายหรือกระแสในวงจรคือ กระบวนการสั่นแบบฮาร์มอนิกจากนั้นฟังก์ชันที่อธิบายกระบวนการนี้เป็นฮาร์มอนิก นั่นคือ ไซน์หรือโคไซน์ ขึ้นอยู่กับสถานะเริ่มต้นของระบบการสั่น

อาร์กิวเมนต์ของฟังก์ชันในกรณีนี้คือเฟสเท่านั้น นั่นคือตำแหน่งของปริมาณการสั่น (กระแสหรือแรงดัน) ในแต่ละช่วงเวลาที่พิจารณาซึ่งสัมพันธ์กับช่วงเวลาของการเริ่มต้นของการแกว่ง และฟังก์ชันเองก็รับค่าของปริมาณที่ผันผวนในช่วงเวลาเดียวกัน

เฟส

เพื่อให้เข้าใจความหมายของคำว่า «เฟส» ได้ดียิ่งขึ้น ให้เราหันไปดูกราฟของการพึ่งพาแรงดันไฟฟ้าในเครือข่ายไฟฟ้ากระแสสลับเฟสเดียวตรงเวลา ที่นี่เราเห็นว่าแรงดันไฟฟ้าเปลี่ยนจากค่าสูงสุด Um เป็น -Um ผ่านศูนย์เป็นระยะ

ในกระบวนการเปลี่ยนแปลง แรงดันไฟฟ้าจะถือว่าค่าหลายค่าในแต่ละช่วงเวลา เป็นระยะ (หลังจากช่วงระยะเวลาหนึ่ง T) จะกลับเป็นค่าที่เริ่มการตรวจสอบแรงดันไฟฟ้านี้

เราสามารถพูดได้ว่าในช่วงเวลาใด ๆ แรงดันไฟฟ้าอยู่ในช่วงหนึ่งซึ่งขึ้นอยู่กับปัจจัยหลายประการ: ตามเวลา t ที่ผ่านไปตั้งแต่จุดเริ่มต้นของการสั่น, ความถี่เชิงมุมและเฟสเริ่มต้น ในวงเล็บคือเฟสการแกว่งทั้งหมด ณ เวลาปัจจุบัน t Psi เป็นระยะเริ่มต้น

มุมเฟส

ระยะเริ่มต้นเรียกว่าวิศวกรรมไฟฟ้า มุมเฟสเริ่มต้นเนื่องจากเฟสมีหน่วยวัดเป็นเรเดียนหรือองศา เช่นเดียวกับมุมเรขาคณิตทั่วไป ขีดจำกัดการเลื่อนเฟสอยู่ในช่วงตั้งแต่ 0 ถึง 360 องศาหรือ 0 ถึง 2 * ไพเรเดียน

ในรูปด้านบน จะเห็นได้ว่าในช่วงเวลาเริ่มต้นของการสังเกตแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับ U ค่าของมันไม่เท่ากับศูนย์ นั่นคือ เฟสได้เบี่ยงเบนไปจากศูนย์ในตัวอย่างนี้ในมุมที่แน่นอนแล้ว Psi เท่ากับประมาณ 30 องศาหรือ pi / 6 เรเดียน — นี่คือ และ เป็นมุมเฟสเริ่มต้น

ในฐานะที่เป็นส่วนหนึ่งของการโต้แย้งของฟังก์ชันไซน์ ซอยด์มีค่าคงที่เนื่องจากมุมนี้ถูกกำหนดเมื่อเริ่มต้นการสังเกตการเปลี่ยนแปลงของแรงดันไฟฟ้า และจากนั้นโดยทั่วไปจะไม่เปลี่ยนแปลง อย่างไรก็ตาม การมีอยู่ของมันกำหนดการเคลื่อนที่โดยรวมของเส้นโค้งไซน์ที่สัมพันธ์กับจุดกำเนิด

เมื่อแรงดันไฟฟ้าผันผวนมากขึ้น มุมเฟสปัจจุบันจะเปลี่ยนไปและแรงดันไฟฟ้าก็จะเปลี่ยนไปด้วย

สำหรับฟังก์ชันไซน์ หากมุมเฟสทั้งหมด (เฟสเต็ม โดยคำนึงถึงเฟสเริ่มต้น) เป็นศูนย์ 180 องศา (ไพ เรเดียน) หรือ 360 องศา (2 * ไพ เรเดียน) แรงดันไฟฟ้าจะถือว่าเป็นศูนย์ และถ้ามุมเฟส ใช้ค่า 90 องศา (pi / 2 เรเดียน) หรือ 270 องศา (3 * pi / 2 เรเดียน) จากนั้นในช่วงเวลาดังกล่าวแรงดันไฟฟ้าจะเบี่ยงเบนจากศูนย์มากที่สุด

กะระยะ

โดยปกติแล้วในระหว่างการวัดทางไฟฟ้าในวงจรที่มีกระแสสลับไซน์ (แรงดัน) ทั้งกระแสและแรงดันในวงจรที่ตรวจสอบจะถูกสังเกตพร้อมกัน กราฟกระแสและแรงดันจะถูกลงจุดบนระนาบพิกัดทั่วไป

ในกรณีนี้ ความถี่ของการเปลี่ยนแปลงของกระแสและแรงดันจะเหมือนกัน แต่ต่างกัน ถ้าคุณดูที่กราฟ ระยะเริ่มต้นของพวกมัน ในกรณีนี้พวกเขากล่าวว่า สำหรับการเลื่อนเฟสระหว่างกระแสและแรงดัน นั่นคือสำหรับความแตกต่างระหว่างมุมเฟสเริ่มต้น

กล่าวอีกนัยหนึ่ง การเลื่อนเฟสจะกำหนดว่าคลื่นไซน์หนึ่งจะเลื่อนจากอีกคลื่นหนึ่งในช่วงเวลาเท่าใด การเลื่อนเฟส เช่น มุมเฟส วัดเป็นองศาหรือเรเดียน ในเฟส ไซน์ที่มีช่วงเวลาเริ่มต้นก่อนหน้าจะนำหน้า และไซน์ที่มีช่วงเวลาเริ่มต้นในภายหลังจะล้าหลัง การเปลี่ยนเฟสมักจะเขียนแทนด้วยตัวอักษร Phi

ตัวอย่างเช่น การเลื่อนเฟสระหว่างแรงดันไฟฟ้าบนตัวนำของเครือข่ายไฟฟ้ากระแสสลับสามเฟสที่สัมพันธ์กันมีค่าคงที่และเท่ากับ 120 องศาหรือ 2 * pi / 3 เรเดียน