位相、位相角、位相シフトとは何ですか

交流について話すとき、「位相」、「位相角」、「位相シフト」などの用語がよく使われます。これは通常、正弦波交流または脈動電流（整流によって得られる）を指します。 正弦波電流).

ネットワーク内の EMF または回路内の電流は周期的に変化するため、 調和振動過程の場合、このプロセスを記述する関数は調和関数、つまり振動システムの初期状態に応じてサインまたはコサインになります。

この場合の関数の引数は、位相、つまり、振動の開始の瞬間を基準とした、考慮された各瞬間における振動量 (電流または電圧) の位置のみです。そして関数自体は、同じ瞬間の変動量の値を取得します。

段階

「位相」という用語の意味をよりよく理解するために、単相 AC ネットワークの電圧の時間依存性のグラフを見てみましょう。ここでは、電圧が一定の最大値 Um から -Um まで、周期的にゼロを通過しながら変化することがわかります。

変化の過程で、電圧は各瞬間に多くの値をとり、定期的に（時間 T 経過後）この電圧の監視が開始された値に戻ります。

いかなる瞬間においても、電圧は特定の位相にあると言えます。これは、振動の開始から経過した時間 t、角周波数、初期位相などのいくつかの要因によって異なります。括弧内は、現在の時刻 t における完全な発振位相です。 Psi は初期段階です。

位相角

初期段階は電気工学でも呼ばれます 初期位相角すべての通常の幾何学的角度と同様に、位相はラジアンまたは度で測定されるためです。位相シフト制限の範囲は 0 ～ 360 度、または 0 ～ 2 * pi ラジアンです。

上の図では、交流電圧 U の観測開始時に、その値がゼロではなかったことがわかります。つまり、この例では、ある角度で位相がすでにゼロから逸脱していました。 Psi は約 30 度または pi / 6 ラジアンに相当します。これは初期位相角であり、現在も初期位相角です。

正弦関数の引数の一部として、この角度は変化する電圧の観察の開始時に決定され、その後は一般に変化しないため、Psi は一定です。ただし、その存在により、原点に対する正弦曲線の全体的な変位が決まります。

電圧がさらに変動すると、電流の位相角が変化し、それに伴って電圧も変化します。

正弦関数の場合、合計位相角 (初期位相を考慮した全位相) が 0、180 度 (パイ ラジアン)、または 360 度 (2 * パイ ラジアン) の場合、電圧はゼロとみなされ、位相角がが 90 度 (pi / 2 ラジアン) または 270 度 (3 * pi / 2 ラジアン) の値をとる場合、そのようなとき、電圧はゼロから最大に逸脱します。

位相シフト

通常、交流正弦波電流（電圧）による回路の電気測定の過程で、調査対象の回路内の電流と電圧の両方が同時に観察されます。次に、電流と電圧のグラフが共通の座標平面上にプロットされます。

この場合、電流と電圧の変化の周波数は同じですが、グラフを見ると、それらの初期位相が異なります。この場合、彼らはこう言います 電流と電圧の間の位相シフト、つまり、それらの初期位相角の差です。

言い換えれば、位相シフトは、一方の正弦波が他方の正弦波からどれだけ時間的にずれているかを決定します。位相シフトは、位相角と同様に、度またはラジアンで測定されます。位相において、周期が早く始まる正弦は進み、周期が遅く始まる正弦は遅れます。位相シフトは通常、文字ファイで表されます。

たとえば、三相 AC ネットワークの導体の電圧間の位相シフトは一定であり、120 度または 2 * pi / 3 ラジアンに等しくなります。