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相位、初相位和相位差 - 正弦稳态电路的三要素(频率、幅值、初相位)
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2023年09月27日 21:00 709
admin
相位、初相位和相位差
在正弦电流的函数表达式i=Imsin(ωt+ψi)中,(ωt+ψi)决定了正弦电流所处的状态,即决定了正弦电流随时间交变过程中瞬时值的数值和正负,(ωt+ψi)称为正弦电流的相位。相位是用角度来表示的,又称为相位角,单位为弧度(rad)或角度(°)。
时间t=0时的相位称为初相位,简称初相,正弦电流的初相位用符号ψi表示,单位与相位相同。它反映了正弦电流的初始值,若ψi=0°,则t=0时,电流的初始值为零。当ψi≠0°,在t=0时,电流的初始值就不为零。即:
同理,正弦电动势、正弦电压的初相位可以用符号ψe、ψu来表示。
相位差就是两个同频率正弦量的相位之差,用符号φ表示,单位与相位相同,不同频率的两个正弦量,则无相位差可言。
上图所示的u和i的波形用三角函数式表示为 :
它们的相位之差为:
上式说明,两个同频率正弦量的相位差等于它们的初相位之差,是一个不随时间变化的恒定量。当φ为正值时,称前者超前于后者,或称后者滞后于前者。如在图中,电压u超前电流的角度为φ,也可说电流滞后于电压φ角。φ为负值时,则称前者滞后于后者。
若两个同频率正弦量的相位差等于零,则称它们为同相,如下图a所示,u和i是同相关系,即它们同时达到零值、正最大值和负最大值。若两者的相位差为180°,则称为反相,如图b所示,u和i是反相关系。
频率、幅值、初相位是构成正弦量的主要特征因素,统称为正弦量的三要素。只要三要素确定了,正弦量的波形图和三角函数式就完全可以确定下来
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