Co to jest faza i różnica fazowa?
Definicja: Faza wielkości zmiennoprzecinkowej reprezentuje proporcję pełnego cyklu, którą dana wielkość przeszła w stosunku do wyznaczonego punktu odniesienia. W kontekście zjawisk elektrycznych lub fizycznych zmiennych, gdy dwie takie wielkości mają identyczną częstotliwość, a ich maksima (szczyty) i minima (doliny) dokładnie pokrywają się w czasie, te wielkości są charakteryzowane jako będące w fazie. Ta synchronizacja oznacza idealne wyrównanie w czasie, gdzie przebiegi falowe dwóch wielkości postępują w zgodzie bez żadnego względnego przesunięcia.
Przeanalizuj dwie prądy zmiennoprądowe, Im1 i Im2, przedstawione na poniższym rysunku. Te dwie wielkości elektryczne nie tylko jednocześnie osiągają swoje maksymalne i minimalne amplitudy, ale również dokładnie w tym samym momencie przecinają próg wartości zerowej.
Różnica fazowa
Definicja: Różnica fazowa między dwiema wielkościami elektrycznymi jest zdefiniowana jako kątowa różnica między wartościami maksymalnymi dwóch wielkości zmiennych o tej samej częstotliwości.
Innymi słowy, dwie wielkości zmiennoprzecinkowe mają różnicę fazową, gdy mimo posiadania identycznej częstotliwości, osiągają punkty przecięcia z wartością zerową w różnych momentach. Kątowa odległość między momentami przecięcia wartości zerowej tych dwóch wielkości zmiennych nazywana jest kątem różnicy fazowej.
Weźmy na przykład dwa prądy zmiennoprądowe o natężeniach Im1 i Im2, przedstawione w formie wektorowej. Obie wektory obracają się z jednostajną prędkością kątową ω radianów na sekundę. Ponieważ te dwa prądy przecinają próg wartości zerowej w różnych momentach, mówi się, że mają różnicę fazową oznaczoną przez kąt φ.
Wielkość, która osiąga swoją maksymalną wartość dodatnią przed inną, nazywana jest wielkością prowadzącą. Natomiast wielkość, która osiąga swoją maksymalną wartość dodatnią po innej, nazywana jest wielkością opóźnioną. W tym kontekście, prąd Im1 prowadzi prąd Im2; równoważnie, prąd Im2 opóźnia się względem prądu Im1.
Cykl: Wielkość zmienna uznawana jest za przeszła cały cykl, gdy przebywa całą sekwencję wartości dodatnich i ujemnych lub rozciąga się na 360 stopni elektrycznych.
