فاز و تفاوت فاز چیست؟

تعریف: فاز یک کمیت متناوب نشان‌دهنده نسبت یک چرخه کامل است که این کمیت نسبت به مبدأ مرجع تعیین شده طی کرده است. در زمینه پدیده‌های الکتریکی یا فیزیکی متناوب، هنگامی که دو کمیت چنین را با فرکانس یکسان دارند و حداکثر (پیک) و حداقل (دره) آنها دقیقاً در زمان یکسان رخ می‌دهد، این کمیت‌ها را هم‌فاز می‌نامند. این هماهنگی نشان‌دهنده تطابق کامل زمانی است که در آن موج‌های دو کمیت بدون جابجایی نسبی به هم حرکت می‌کنند.

دو جریان متناوب Im1 و Im2 را در شکل زیر بررسی کنید. این دو کمیت الکتریکی نه تنها به صورت همزمان به حداکثر و حداقل دامنه خود می‌رسند بلکه دقیقاً در لحظه یکسان از مقدار صفر عبور می‌کنند.

تفاوت فازی

تعریف: تفاوت فاز بین دو کمیت الکتریکی به عنوان اختلاف زاویه‌ای بین حداکثر مقادیر دو کمیت متناوب با فرکانس یکسان تعریف می‌شود.

به عبارت دیگر، دو کمیت متناوب تفاوت فازی دارند هنگامی که با وجود فرکانس یکسان، در لحظات متفاوت از مقدار صفر عبور می‌کنند. اختلاف زاویه‌ای بین لحظات عبور از مقدار صفر این دو کمیت متناوب به عنوان زاویه تفاوت فازی شناخته می‌شود.

به عنوان مثال، دو جریان متناوب با دامنه Im1 و Im2 را در فرم برداری در نظر بگیرید. هر دو بردار با سرعت زاویه‌ای ثابت ω رادیان بر ثانیه چرخانده می‌شوند. چون این دو جریان در لحظات متفاوت از مقدار صفر عبور می‌کنند، دارای تفاوت فازی هستند که با زاویه φ نشان داده می‌شود.

کمیتی که به صورت همزمان به حداکثر مثبت خود می‌رسد قبل از کمیت دیگر، به عنوان کمیت پیشرو شناخته می‌شود. به عبارت دیگر، کمیتی که به حداکثر مثبت خود بعد از کمیت دیگر می‌رسد به عنوان کمیت پسرو شناخته می‌شود. در این مورد، جریان Im1 پیشرو جریان Im2 است؛ به طور معادل، جریان Im2 پسرو جریان Im1 است.

چرخه: یک کمیت متناوب وقتی یک چرخه کامل را طی می‌کند که از تمام دنباله مقادیر مثبت و منفی یا ۳۶۰ درجه الکتریکی عبور کند.