Что такое фаза и разность фаз?

Определение: Фаза переменной величины представляет собой пропорцию полного цикла, которую эта величина прошла относительно выбранного исходного отсчета. В контексте переменных электрических или физических явлений, когда две такие величины имеют одинаковую частоту, и их соответствующие максимумы (пиковые значения) и минимумы (минимальные значения) точно совпадают во времени, эти величины характеризуются как находящиеся в одной фазе. Это синхронизация указывает на идеальное временное выравнивание, при котором формы волн двух величин прогрессируют одновременно без какого-либо относительного смещения.

Рассмотрите два переменных тока, Im1 и Im2, изображенных на рисунке ниже. Эти две электрические величины достигают своих максимальных и минимальных амплитудных пиков одновременно, а также пересекают порог нулевого значения точно в один и тот же момент.

Фазовая разность

Определение: Фазовая разность между двумя электрическими величинами определяется как угловое различие между максимальными значениями двух переменных величин, имеющих одну и ту же частоту.

Другими словами, две переменные величины демонстрируют фазовую разность, когда, несмотря на одинаковую частоту, они достигают точек перехода через ноль в разные моменты времени. Угловое расстояние между моментами перехода через ноль этих двух переменных величин называется углом фазовой разности.

Возьмем, к примеру, два переменных тока с величинами Im1 и Im2, представленные в векторной форме. Оба вектора вращаются с постоянной угловой скоростью ω радиан в секунду. Поскольку эти два тока переходят через нулевое значение в разные моменты времени, говорят, что у них есть фазовая разность, обозначаемая углом φ.

Величина, которая достигает своего положительного максимального значения раньше другой, называется опережающей величиной. Напротив, величина, которая достигает своего положительного максимального значения позже другой, называется отстающей величиной. В данном контексте, ток Im1 опережает ток Im2; эквивалентно, ток Im2 отстает от тока Im1.

Цикл: Переменная величина считается завершившей полный цикл, когда она проходит через всю последовательность положительных и отрицательных значений или охватывает 360 электрических градусов.