تحول الطور للتيارات المتناوبة

التيارات المتناوبة نفس التردد يمكن أن تختلف عن بعضها البعض ليس فقط في السعة ، ولكن أيضًا في الطور ، أي أنه يمكن إزاحة الطور.

إذا وصل تياران متناوبان في وقت واحد إلى قيم الذروة ويمران في نفس الوقت عبر قيم صفرية ، فإن هذه التيارات تكون في الطور. في هذه الحالة ، يكون تحول الطور بين التيارات صفرًا (الشكل 1 ، أ).

ومع ذلك ، هناك حالات لا تتطابق فيها قيم السعة (والصفر) لهذه التيارات مع بعضها البعض في الوقت المناسب ، أي أن هناك تحول طور واحد أو آخر لا يساوي الصفر. في التين. يوضح الشكل 1 ب التيارات التي يتم تغيير طورها بمقدار ربع الفترة (T / 4).

عادةً ما يُشار إلى تحول الطور بالحرف اليوناني φ وغالبًا ما يتم التعبير عنه بالدرجات ، بافتراض أن الفترة بأكملها 360 درجة ، تمامًا كما تتوافق دورة كاملة واحدة مع 360 درجة. وبالتالي ، يُشار إلى تحول الطور بمقدار ربع الفترة بواسطة φ = 90 درجة ، وعندما يتم إزاحة المراحل بمقدار نصف الفترة ، يكتبون φ = 180e.

أرز. 1. تحولات طور مختلفة بين تيارين متناوبين

يمكن إنشاء العلاقة بين فترة التيار المتناوب T والزاوية 360 درجة من التجربة التي يتم فيها الحصول على EMF الجيبية المتناوبة مع دوران منتظم للملف (أو الملف) في مجال مغناطيسي موحد. في هذه الحالة ، لدورة واحدة من الملف ، أي أثناء دورانه بزاوية 360 درجة ، يقوم المجال الكهرومغناطيسي بعمل تذبذب جيبي كامل. وبالتالي ، في الواقع ، فإن الفترة T تقابل زاوية 360 درجة.

نفس الشيء يتبع من التعبير الرياضي للتيار المتردد ، أي من معادلته. لو التيار المتناوب بدأ تغييره من المرحلة الصفرية عندما يكون t = 0 ، ωt = 0 و sin t = 0 ، بعد فترة واحدة سيتحول

عند هذه النقطة تكون زاوية الطور 2π راديان أو 360 درجة وبالتالي sin ωt = sin 2π = sin 360 ° = 0. عندما تتغير الزاوية من 0 إلى 2π راديان أو 360 درجة ، يقوم الجيب بعمل دورة كاملة من تغييراته. وفقًا لذلك ، يقوم التيار المتردد بعمل تذبذب واحد كامل.

يجب أن نتذكر أن التيارات من نفس التردد فقط يمكن أن يكون لها تحول طور محدد جيدًا. عند الترددات المختلفة للتيارات ، فإن تحول الطور بينهما ليس ثابتًا ، ولكنه يتغير طوال الوقت. على سبيل المثال ، بالنسبة للتيارات i1 و i2 الموضحة في الشكل. 2 ومع الترددات التي تختلف عن بعضها بعامل اثنين ، فإن إزاحة الطور في اللحظات الزمنية الموضحة بالنقاط 0 ، 1 ، 2 ، 3 ، 4 هي 0 ، على التوالي ؛ 90 ؛ 180 ؛ 270 ؛ 360 درجة ، أي خلال فترة واحدة من التيار i1 ، تختلف قيمة φ من 0 إلى 360 درجة.

أرز. 2. إنزياح الطور المتغير بين التيارات ذات الترددات المختلفة

كل ما يقال عن تحول الطور بين التيارات ينطبق أيضًا على الفولتية والقوى الدافعة الكهربائية. أدناه سننظر في الحالات التي سيكون فيها تحول في الطور بين الجهد والتيار.