O que é fase, ângulo de fase e mudança de fase

Ao falar sobre corrente alternada, eles costumam trabalhar com termos como "fase", "ângulo de fase", "mudança de fase". Isso geralmente se refere a uma corrente senoidal alternada ou pulsante (obtida por retificação). corrente senoidal).

Uma vez que a mudança periódica em EMF na rede ou corrente no circuito é processo oscilatório harmônico, então a função que descreve esse processo é harmônica, ou seja, seno ou cosseno, dependendo do estado inicial do sistema oscilante.

O argumento da função neste caso é apenas a fase, ou seja, a posição da grandeza oscilante (corrente ou tensão) em cada momento de tempo considerado relativo ao momento do início das oscilações. E a própria função assume o valor da quantidade flutuante no mesmo momento no tempo.

Estágio

Para entender melhor o significado do termo «fase», vamos nos voltar para o gráfico da dependência da tensão em uma rede CA monofásica no tempo. Aqui vemos que a tensão muda de um certo valor máximo Um para -Um, passando periodicamente por zero.

No processo de mudança, a tensão assume muitos valores a cada instante de tempo, periodicamente (após um período de tempo T) volta ao valor a partir do qual iniciou o monitoramento desta tensão.

Podemos dizer que a qualquer instante a tensão está em uma determinada fase, que depende de vários fatores: do tempo t decorrido desde o início das oscilações, da frequência angular e da fase inicial. Entre parênteses está a fase de oscilação completa no tempo atual t. Psi é a fase inicial.

Ângulo de fase

A fase inicial também é chamada em engenharia elétrica ângulo de fase inicialjá que a fase é medida em radianos ou graus, assim como todos os ângulos geométricos normais. Os limites de mudança de fase variam de 0 a 360 graus ou 0 a 2 * pi radianos.

Na figura acima, pode-se ver que no momento do início da observação da tensão alternada U, seu valor não era zero, ou seja, a fase já havia conseguido desviar de zero neste exemplo em um determinado ângulo Psi igual a cerca de 30 graus ou pi / 6 radianos - este é e é o ângulo de fase inicial.

Como parte do argumento de uma função senoidal, Psi é constante porque esse ângulo é determinado no início da observação da variação de tensão e geralmente não muda. No entanto, sua presença determina o deslocamento geral da curva senoidal em relação à origem.

À medida que a tensão flutua ainda mais, o ângulo de fase atual muda e a tensão muda com ele.

Para uma função senoidal, se o ângulo de fase total (fase completa, levando em consideração a fase inicial) for zero, 180 graus (pi radianos) ou 360 graus (2 * pi radianos), a tensão assume zero e se o ângulo de fase assume um valor de 90 graus (pi / 2 radianos) ou 270 graus (3 * pi / 2 radianos), então, nesses momentos, a tensão se desvia ao máximo de zero.

Mudança de fase

Normalmente, no decorrer de medições elétricas em circuitos com uma corrente senoidal alternada (tensão), tanto a corrente quanto a tensão no circuito investigado são observadas simultaneamente. Os gráficos de corrente e tensão são então plotados em um plano de coordenadas comum.

Nesse caso, a frequência de mudança da corrente e da tensão é idêntica, mas diferente, se você observar os gráficos, suas fases iniciais. Neste caso eles dizem para o deslocamento de fase entre corrente e tensão, ou seja, para a diferença entre seus ângulos de fase iniciais.

Em outras palavras, a mudança de fase determina quanto uma onda senoidal é deslocada no tempo da outra. Deslocamento de fase, como ângulo de fase, é medido em graus ou radianos. Na fase, o seno cujo período começa mais cedo está adiantado, e aquele cujo período começa mais tarde na fase está atrasado. A mudança de fase é geralmente indicada pela letra Phi.

A mudança de fase, por exemplo, entre as tensões nos condutores de uma rede CA trifásica em relação uma à outra é constante e igual a 120 graus ou 2 * pi / 3 radianos.