Фазовый сдвиг

Комплексность сопротивления нагрузки Z приводит к фазово­му сдвигу между периодическими напряжениями и токами в на­грузке, значение которого зависит от количественного соотноше­ния между активной и реактивной составляющими, а также от частоты сигналов.

Рис. 2.14. Фазовые сдвиги напряжений и токов: а – активно-индуктивная нагрузка; б и в - активно-емкостнная нагрузка; U –общее напряжение; R, L, С – соответственно резистор, катушка индуктивности и конденсатор, образующие активную, индуктивную и емкостную составляющие общего комплексного сопротивления; U_R, U_L, U_C –напряжения соответственно на активной, индуктивной и емкостной составляющих; I – общий ток, текущий через комплексное сопротивление; I_R, I_C – токи соответственно в активной емкостной составляющих; φ – фазовый сдвиг между током I и напряжением U; u (t), i (t) – функции соответственно напряжения и тока; D t – временной сдвиг между током I и напряжением U; Т –период

На рис. 2.14 приведены некоторые наиболее распространенные примеры простых эквивалентных схем комплексных сопротивле­ний: активно-индуктивного характера (см. рис. 2.14, а)и активно-емкостного характера (см. рис. 2.14, б и в). В первом случае ток i (t) в нагрузке отстает от напряжения u (t)на угол φ, во втором и третьем случаях ток опережает напряжение.

Фазовый сдвиг φ, °, связан с временным сдвигом D t и перио­дом T следующим соотношением:

φ = (D t / T) × 360.

Период T является обратной величиной частоте f напряжения (тока): T = 1/ f.

Круговая частота w связана с частотой f следующим соотношением: w = 2p f.

На рис. 2.14 U_R = IR; U_L = Ij w L; U_C = I / j w C; I_R = U /R; I_C = U j w C.