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交流阶段

当我们需要关联两个或多个彼此不同步的交流电压或电流时,事情开始变得复杂。 “失步”是指两个波形不同步:它们的峰值和零点在同一时间点不匹配。下图中的图表说明了一个例子。

异相波形。

上面显示的两个波(A 对 B)具有相同的幅度和频率,但它们彼此不同步。在技​​术术语中,这称为相移 .早些时候我们看到了如何通过计算三角正弦函数来绘制“正弦波”,角度范围从 0 到 360 度,一个完整的圆。

正弦波的起点是零度的零幅度,90度时为全正幅度,180度时为零,270度时为全负,360度时回到零起点。

我们可以沿着波形图的水平轴使用这个角度刻度来表示一个波与另一个波的步距:下图

浪潮A领先浪潮B 45°

这两个波形之间的偏移约为 45 度,“A”波在“B”波之前。下图中给出了不同相移的采样,以更好地说明这一概念:下图

相移示例。

由于上述示例中的波形处于相同的频率,因此它们在每个时间点都会以相同的角度量失步。因此,我们可以将两个或多个相同频率的波形的相移表示为整个波的一个常数,而不仅仅是沿波的任意两个特定点之间的偏移。

也就是说,可以安全地说“电压‘A’与电压‘B’的相位相差45度。”无论哪种波形在其发展过程中处于领先地位,都可以说是领先 据说落后者滞后 .

相移,就像电压一样,始终是两个事物之间的相对测量。真的没有具有绝对的波形这样的东西 相位测量,因为没有已知的通用相位参考。

通常在交流电路的分析中,电源的电压波形用作相位的参考,该电压表示为“0 度时的 xxx 伏特”。该电路中的任何其他交流电压或电流都会以相对于该电源电压的形式表示其相移。

这就是使交流电路计算比直流更复杂的原因。在应用欧姆定律和基尔霍夫定律时,交流电压和电流的量必须反映相移和幅度。加法、减法、乘法和除法的数学运算必须对这些相移量和幅度进行运算。

幸运的是,有一个数学系统叫做复数 非常适合表示幅度和相位的任务。

因为复数主题对于理解交流电路非常重要,下一章将单独讨论这个主题。

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