Vaiheensiirto vaihtovirroille
Vaihtovirrat samalla taajuudella ne voivat erota toisistaan paitsi amplitudin, myös vaiheen suhteen, eli ne voivat olla vaihesiirrettyjä.
Jos kaksi vaihtovirtaa saavuttaa samanaikaisesti huippuarvot ja kulkee samanaikaisesti nolla-arvojen läpi, nämä virrat ovat vaiheessa. Tässä tapauksessa virtojen välinen vaihesiirto on nolla (kuva 1, a).
On kuitenkin tapauksia, joissa näiden virtojen amplitudin (ja nollan) arvot eivät täsmää toistensa kanssa ajallisesti, eli on olemassa yksi tai toinen vaihesiirto, joka ei ole yhtä suuri kuin nolla. Kuvassa Kuva 1b näyttää virrat, jotka ovat vaihesiirrettyjä neljänneksellä jaksosta (T / 4).
Vaihesiirtoa merkitään yleensä kreikkalaisella kirjaimella φ ja se ilmaistaan usein asteina olettaen, että koko jakso on 360°, aivan kuten yksi täydellinen kierros vastaa 360°. Näin ollen vaihesiirtoa neljänneksellä jaksosta merkitään φ = 90 °, ja kun vaiheet ovat siirtyneet puolella jaksosta, ne kirjoittavat φ = 180e.
Riisi. 1. Erilaiset vaihesiirrot kahden vaihtovirran välillä
Vaihtovirran T jakson ja 360° kulman välinen suhde voidaan määrittää kokeesta, jossa vaihtuva sinimuotoinen EMF saadaan kelan (tai kelan) tasaisella pyörimisellä tasaisessa magneettikentässä. Tässä tapauksessa yhdelle kelan kierrokselle, ts. 360°:n kulman läpi kiertäessään EMF tekee yhden täydellisen sinivärähtelyn. Siten itse asiassa jakso T vastaa 360 °:n kulmaa.
Sama seuraa vaihtovirran matemaattisesta lausekkeesta eli sen yhtälöstä. Jos vaihtovirta aloitti muutoksensa nollavaiheesta, kun t = 0, ωt = 0 ja sin ωt = 0, yhden jakson jälkeen se selviää
Tässä vaiheessa vaihekulma on 2π radiaania tai 360 ° ja siksi sin ωt = sin 2π = sin 360 ° = 0. Kulman muuttuessa 0:sta 2π radiaaniin tai 360 °:een, sini tekee muutoksistaan täyden syklin. Näin ollen vaihtovirta saa aikaan yhden täydellisen värähtelyn.
On muistettava, että vain saman taajuuden virroilla voi olla hyvin määritelty vaihesiirto. Virtojen eri taajuuksilla vaihesiirto niiden välillä ei ole vakio, vaan muuttuu koko ajan. Esimerkiksi virroille i1 ja i2, jotka on esitetty kuvassa. 2 ja taajuuksilla, jotka eroavat toisistaan kertoimella kaksi, vaihesiirto pisteillä 0, 1, 2, 3, 4 kuvatuilla ajanhetkillä on vastaavasti 0; 90; 180; 270; 360°, eli yhden virran i1 jakson aikana φ:n arvo vaihtelee välillä 0 - 360°.
Riisi. 2. Vaihteleva vaihesiirto eri taajuuksien virtojen välillä
Kaikki virtojen välisestä vaihesiirrosta sanottu koskee myös jännitteitä ja sähkömotorisia voimia. Alla tarkastellaan tapauksia, joissa jännitteen ja virran välillä tapahtuu vaihesiirto.