Что такое фазы

Что такое фаза, фазовый угол и сдвиг фаз

Говоря о переменном токе, часто оперируют такими терминами как «фаза», «фазовый угол», «сдвиг фаз». Обычно это касается синусоидального переменного или пульсирующего тока (полученного путем выпрямления синусоидального тока).

Поскольку периодическое изменение ЭДС в сети или тока в цепи — это гармонический колебательный процесс, то и функция, описывающая данный процесс, – гармоническая, то есть синус или косинус, в зависимости от начального состояния колебательной системы.

Аргументом функции в данном случае является как раз фаза, то есть положение колеблющейся величины (тока или напряжения) в каждый рассматриваемый момент времени относительно момента начала колебаний. А сама функция принимает значение колеблющейся величины, в этот же момент времени.

Чтобы лучше понять значения термина «фаза», обратимся к графику зависимости напряжения в однофазной сети переменного тока от времени. Здесь мы видим что, напряжение изменяется от некоторого максимального значения Um до -Um, периодически проходя чрез ноль.

В процессе изменения, напряжение принимает множество значений в каждый момент времени, периодически (спустя период времени Т) возвращаясь к тому значению, с которого начиналось наблюдение за данным напряжением.

Можно сказать, что в любой момент времени напряжение находится в определенной фазе, которая зависит от нескольких факторов: от времени t, прошедшего от начала колебаний, от угловой частоты, и от начальной фазы. То что стоит в скобках — полная фаза колебаний в текущий момент времени t. Пси — начальная фаза.

Начальную фазу называют в электротехнике еще начальным фазовым углом, поскольку фаза измеряется в радианах или в градусах, как и все обычные геометрические углы. Пределы изменения фазы лежат в интервале от 0 до 360 градусов или от 0 до 2*пи радиан.

На приведенном выше рисунке видно, что в момент начала наблюдения за переменным напряжением U, его значение не было нулем, то есть фаза уже успела в данном примере отклониться от нуля на некоторый угол Пси, равный около 30 градусов или пи/6 радиан — это и есть начальный фазовый угол.

В составе аргумента синусоидальной функции, Пси является константной, поскольку данный угол определяется в начале наблюдения за изменяющимся напряжением, и потом уже в принципе не изменяется. Однако его наличие определяет общий сдвиг синусоидальной кривой относительно начала координат.

По ходу дальнейшего колебания напряжения, текущий фазовый угол изменяется, вместе с ним изменяется и напряжение.

Для синусоидальной функции, если полный фазовый угол (полная фаза с учетом начальной фазы) равен нулю, 180 градусам (пи радиан) или 360 градусам (2*пи радиан), то напряжение принимает нулевое значение, а если фазовый угол принимает значение 90 градусов (пи/2 радиан) или 270 градусов (3*пи/2 радиан) то в такие моменты напряжение максимально отклонено от нуля.

Обычно в ходе электротехнических измерений в цепях переменного синусоидального тока (напряжения), наблюдение ведут одновременно и за током и за напряжением в исследуемой цепи. Тогда графики тока и напряжения изображают на общей координатной плоскости.

В этом случае частота изменения тока и напряжения идентичны, но различны, если смотреть на графики, их начальные фазы. В этом случае говорят о фазовом сдвиге между током и напряжением, то есть о разности их начальных фазовых углов.

Иными словами фазовый сдвиг определяет то, на сколько одна синусоида смещена во времени относительно другой. Фазовый сдвиг, как и фазовый угол, измеряется в градусах или радианах. По фазе опережает тот синус, период которого начинается раньше, а отстает по фазе тот, чей период начинается позже. Фазовый сдвиг обозначают обычно буквой Фи.

Фазовый сдвиг, например, между напряжениями на проводах трехфазной сети переменного тока относительно друг друга является константой и равен 120 градусов или 2*пи/3 радиан.

Что такое фаза и ноль в электричестве

Очень немного людей понимают суть электричества. Такие понятия как “электрический ток”, “напряжение” “фаза” и “ноль” для большинства являются темным лесом, хотя с ними мы сталкиваемся каждый день. Давайте же получим крупицу полезных знаний и разберемся, что такое фаза и ноль в электричестве. Для обучения электричеству с “нуля” нам нужно разобраться с фундаментальными понятиями. В первую очередь нас интересуют электрический ток и электрический заряд.

Ежедневная рассылка с полезной информацией для студентов всех направлений – на нашем телеграм-канале.

Электрический ток и электрический заряд

Электрический заряд – это физическая скалярная величина, которая определяет способность тел быть источником электромагнитных полей. Носителем наименьшего или элементарного электрического заряда является электрон. Его заряд равен примерно -1,6 на 10 в минус девятнадцатой степени Кулон.

Заряд электрона – минимальный электрический заряд (квант, порция заряда), который встречается в природе у свободных долгоживущих частиц.

Заряды условно делятся на положительные и отрицательные. Например, если мы потрем эбонитовую палочку о шерсть, она приобретет отрицательный электрический заряд (избыток электронов, которые были захвачены атомами палочки при контакте с шерстью).

Такую же природу имеет статическое электричество на волосах, только в этом случае заряд является положительным (волосы теряют электроны).

Кстати, о том, что такое ток, напряжение и сопротивление можно дополнительно почитать в нашей отдельной статье, посвященной закону Ома.

Электрический ток – это направленное движение заряженных частиц (носителей заряда) по проводнику. Само движение заряженных частиц возникает под действием электромагнитного поля – одного из фундаментальных физических полей.

Электрический ток может быть постоянным и переменным. При постоянном токе направление и величина тока не меняются. Переменный ток – это ток, изменяющийся во времени.

Источником постоянного тока является, например, батарейка. Но именно переменный ток используется в бытовых розетках, которые стоят в наших домах. Причина в том, что переменные токи гораздо проще получать и передавать на большие расстояния.

Кстати! Для наших читателей сейчас действует скидка 10% на любой вид работы

Основным видом переменного тока является синусоидальный ток. Это такой ток, который сначала нарастает в одном направлении, достигая максимума (амплитуды) начинает спадать, в какой-то момент становится равным нулю и снова нарастает, но уже в другом направлении.

Непосредственно о таинственных фазе и нуле

Все мы слышали про фазу, три фазы, ноль и заземление.

Простейший случай электрической цепи – однофазная цепь. В ней всего три провода. По одному из проводов ток течет к потребителю (пусть это будет утюг или фен), а по другому – возвращается обратно. Третий провод в однофазной сети – земля (или заземление).

Провод заземления не несет нагрузки, но служит как бы предохранителем. В случае, когда что-то выходит из-под контроля, заземление помогает предотвратить удар электрическим током. По этому проводу избыток электричества отводится или “стекает” в землю.

Провод, по которому ток идет к прибору, называется фазой, а провод, по которому ток возвращается – нулем.

Итак, зачем нужен ноль в электричестве? Да за тем же, что и фаза! По фазному проводу ток поступает к потребителю, а по нулевому – отводится в обратном направлении. Сеть, по которой распространяется переменный ток, является трехфазной. Она состоит из трех фазовых проводов и одного обратного.

Именно по такой сети ток идет до наших квартир. Подходя непосредственно к потребителю (квартирам), ток разделяется на фазы, и каждой из фаз дается по нулю. Частота изменения направления тока в странах СНГ – 50 Гц.

В разных странах действуют разные стандарты напряжений и частот в сети. Например, в обычной домашние розетки в США подается переменный ток напряжением 100-127 Вольт и частотой 60 Герц.

Провода фазы и нуля нельзя путать. Иначе можно устроить короткое замыкание в цепи. Чтобы этого не произошло и Вы ничего не перепутали, провода приобрели разную окраску.

Каким цветом фаза и ноль обозначены в электричестве? Ноль, как правило, синего или голубого цвета, а фаза – белого, черного или коричневого. Провод заземления также имеет свой окрас – желто-зеленый.

Итак, сегодня мы узнали, что же значат понятия «фаза» и «ноль» в электричестве. Будем просто счастливы, если для кого-то эта информация была новой и интересной. Теперь, когда вы услышите что-то про электричество, фазу, ноль и землю, вы уже будете знать, о чем идет речь. Напоследок напоминаем, если вам вдруг понадобится произвести расчет трехфазной цепи переменного тока, вы можете смело обращаться в студенческий сервис. С помощью наших специалистов даже самая дикая и сложная задача станет вам «по зубам».

Значение слова &laquoфаза»

1. Отдельная стадия, момент в ходе развития и изменения чего-л., какого-л. явления, процесса и т. п. Читайте Гофмановы повести: они вам представят самое полное развитие жизни художника во всех фазах ее. Герцен, Гофман. Строительство вступало в последнюю фазу работы. Паустовский, Рождение моря.

2. Положение, определенная форма, состояние, характеризующие ту или иную стадию чего-л. Фаза колебания маятника. □ Наблюдая Меркурий, мы видим его по-разному освещенным. Он имеет фазы, подобно Луне. Мезенцев, Вселенная и атом.

3. Физ., хим. Однородная часть какой-л. неоднородной системы, отделенная от других частей физической границей. Фазы сплава. Жидкая фаза. Твердая фаза.

4. Геол. Наименьшая единица времени, которой соответствует определенный характер пород.

5. Электр. Отдельная группа обмоток генератора, а также присоединенный к ней провод, передающий электрический ток.

[От греч. φάσις — появление]

Источник (печатная версия): Словарь русского языка: В 4-х т. / РАН, Ин-т лингвистич. исследований; Под ред. А. П. Евгеньевой. — 4-е изд., стер. — М.: Рус. яз.; Полиграфресурсы, 1999; (электронная версия): Фундаментальная электронная библиотека

Фаза (от др.-греч. φάσις, φάσεως — «высказывание; утверждение; появление») период, ступень в развитии какого-либо явления, этап.

В теории колебаний и волн и в электротехнике

Фаза колебаний (фаза волны) полная — аргумент периодической функции, например, функции вида

, описывающей соответственно колебательный или волновой процесс. По сути то же, что и угол

как аргумент тригонометрической функции

. В общем случае зависимость полной фазы от времени и координат точки в пространстве не обязательно линейная, а периодическая функция — не обязательно гармоническая.

Фаза колебаний (фаза волны) начальная — часть

аргумента функции вида

, то есть часть полной фазы, определяющая начальное (то есть в момент времени t=0 в начале системы координат при x,y,z = 0) состояние колебательного или волнового процесса.

Сдвиг фаз — разность фаз (полных, начальных) двух колебательных процессов одинаковой частоты (см. также: фазочастотная характеристика).

Фаза электротехнического изделия (устройства) — часть многофазного электротехнического изделия (устройства), предназначенная для включения в одну из фаз многофазной системы электрических цепей.

Фаза (разговорное) — провод, находящийся под напряжением относительно другого, общего провода — заземленного, нулевого, соединенного с массой, корпусом электротехнического устройства (электрогенератора, электрического трансформатора и др., см. трёхфазная система электроснабжения, двухфазная электрическая сеть).

Термодинамическая фаза — термодинамически равновесное состояние вещества, качественно отличное по своим свойствам от других равновесных состояний того же вещества. Подразумевается способность вещества переходить из одной фазы в другую. Разные фазы вещества могут иметь границу (поверхность) раздела между собой.

Фазы экономического цикла: подъём, пик, спад (рецессия), дно (депрессия).

Фазы Луны (астрономия).

Геометрическая или топологическая фаза — квантовый эффект при адиабатических возмущениях.

Фаза медленного сна — стадия сна.

Фаза быстрого сна — стадия сна с повышенной активностью мозга, быстрыми движениями глазных яблок.

Фаза (шахматы) — термин шахматной композиции.

Фаза (геологическая, в стратиграфии) — составная часть века (=геологи́ческого я́руса), термин не общепринят.

Фаза (в сплавах) считается определенная часть системы, образованной компонентами сплава, которая во всех своих точках имеет одинаковый состав, строение и свойства.

ФА’ЗА, ы, ж. [фр. phase от греч. phasis]. 1. То же, что фазис (книжн.). Наше строительство вступило в новую фазу. Со времени Октябрьской революции наше социалистическое государство прошло в своем развитии две главные фазы. Сталин. 2. Тот или иной момент или период в процессе изменения вида какой-н. планеты в зависимости от различного положения ее освещенной части относительно

земли; вид планеты в такой момент или период (астр.).

Первая, вторая ф. луны. Луна в первой фазе. Луна вступила во вторую фазу. Снимки фаз луны. 3. Отдельный момент или период в изменении формы или состояния какого-н. вещества; форма или состояние вещества в такой момент или период (физ.). Твердая ф. Жидкая ф. Газообразная ф. || Тот или иной момент или стадия какого-н. периодического явления (физ.). Фазы колебания маятника (различные его положения во время колебания). 4. Наименьшая единица времени, к-рой соответствует определенный характер пород (геол.). 6. Отдельная группа обмоток многофазного генератора (физ. тех.).

Источник: «Толковый словарь русского языка» под редакцией Д. Н. Ушакова (1935-1940); (электронная версия): Фундаментальная электронная библиотека

1. книжн. период, стадия, этап в развитии чего-либо, имеющие свои качественные особенности

2. само положение, форма чего-либо в такой период

3. астрон. период в процессе изменения вида какой-либо планеты в зависимости от её положения по отношению к Солнцу или Земле

4. астрон. вид планеты в такой период

5. техн. отдельная группа обмоток генератора, а также присоединённый к ней провод, передающий электрический ток; проводник с потенциалом, отличным от потенциала земли

6. физ. стадия процесса колебания в рассматриваемый момент

7. физ. хим. термодинамически равновесное состояние вещества, качественно отличающееся по своим физическим свойствам от других равновесных состояний того же вещества

8. геол. в исторической геологии — период времени, соответствующий длительности накопления отложений, составляющих зону как часть яруса

Делаем Карту слов лучше вместе

Привет! Меня зовут Лампобот, я компьютерная программа, которая помогает делать Карту слов. Я отлично умею считать, но пока плохо понимаю, как устроен ваш мир. Помоги мне разобраться!

Спасибо! Когда-нибудь я тоже научусь различать смыслы слов.

В каком смысле употребляется прилагательное убитый в отрывке:

Мать вылечилась, парясь в бане в шкуре убитого барана.

{SOURCE}