Mudança de fase para correntes alternadas

Correntes alternadas a mesma frequência eles podem diferir um do outro não apenas em amplitude, mas também em fase, ou seja, podem ser deslocados de fase.

Se duas correntes alternadas atingirem simultaneamente valores de pico e passarem simultaneamente por valores zero, essas correntes estarão em fase. Neste caso, o deslocamento de fase entre as correntes é zero (Fig. 1, a).

No entanto, há casos em que os valores da amplitude (e do zero) dessas correntes não coincidem entre si no tempo, ou seja, há um ou outro deslocamento de fase que não é igual a zero. Na fig. 1b mostra as correntes que são defasadas em um quarto do período (T / 4).

A mudança de fase é geralmente denotada pela letra grega φ e muitas vezes é expressa em graus, assumindo que todo o período é de 360°, assim como uma volta completa corresponde a 360°. Assim, a mudança de fase em um quarto do período é denotada por φ = 90 °, e quando as fases são deslocadas pela metade do período, elas escrevem φ = 180e.

Arroz. 1. Mudanças de fase diferentes entre duas correntes alternadas

A relação entre o período da corrente alternada T e o ângulo 360 ​​° pode ser estabelecida a partir do experimento em que uma EMF senoidal alternada é obtida com rotação uniforme da bobina (ou bobina) em um campo magnético uniforme. Neste caso, para uma volta da bobina, ou seja, durante sua rotação em um ângulo de 360 ​​°, o EMF faz uma oscilação senoidal completa. Assim, de fato, o período T corresponde a um ângulo de 360°.

O mesmo decorre da expressão matemática para corrente alternada, ou seja, de sua equação. Se corrente alternada começou sua mudança da fase zero quando t = 0, ωt = 0 e sen ωt = 0, após um período resultará

Neste ponto, o ângulo de fase é de 2π radianos ou 360 ° e, portanto, sen ωt = sen 2π = sen 360 ° = 0. Quando o ângulo muda de 0 para 2π radianos ou 360 °, o seno faz um ciclo completo de suas mudanças. Consequentemente, a corrente alternada faz uma oscilação completa.

Deve ser lembrado que apenas correntes de mesma frequência podem ter um deslocamento de fase bem definido. Em diferentes frequências das correntes, a mudança de fase entre elas não é constante, mas muda o tempo todo. Por exemplo, para as correntes i1 e i2 mostradas na Fig. 2 e com frequências que diferem entre si por um fator de dois, o deslocamento de fase nos instantes de tempo representados pelos pontos 0, 1, 2, 3, 4 é 0, respectivamente; 90; 180; 270; 360°, ou seja, durante um período da corrente i1, o valor de φ varia de 0 a 360°.

Arroz. 2. Mudança de fase variável entre correntes de diferentes frequências

Tudo o que foi dito sobre a mudança de fase entre correntes também se aplica a tensões e forças eletromotrizes. Abaixo, consideraremos casos em que haverá uma mudança de fase entre a tensão e a corrente.