相位这个名词在交流电中、放大电路中经常提到,它是交流电的三要素之一,那么它的意义是什么呢?在电路中有什么作用呢?下面就此问题开始我们的课程。 说起相位我们不得不先讲一下交流电的产生机理:如下图所示交流发电机模型,转子绕组在磁场中以角频率ω做逆时针匀速转动时,根据右手定则判断,转子绕组的有效边((ab、cd)切割磁力线,在其中就产生感生电动势和感应电流,由于有效边是在做圆周运动,因此电动势和感应电流是按正弦规律在周期性的变化,也就是其大小、方向做不断的变化,用公式表示u=Umsinωt。两个要素在周期性的变化:大小、方向。
图一 正弦交流发电机模型 图二 乒乓球弹跳情况 图三 交流发电机模型 图四 交流电的初相位 图五 三相交流电波形图与相量图 图六 同相、反相、正交关系图 常见的特殊的相位差:同相0度;30度(三相交流电线电压与相电压)、90度(纯电感、纯电容上的电压与电流之间)、120度(三相交流电三相电源之间)、180度(反相) 相位关系在电子电路中的应用。振荡电路的两个要素:相位平衡、振幅平衡,相位平衡就是反馈信号必须和输入信号同相(相位差0度),如下图所示变压器反馈式振荡电路。只有这种接法,反馈信号与输入电压才能同相,电路才具备振荡条件。LC谐振电路,就是在合适的元件参数下,其电压和电流处于同相。
图七 相位在振荡电路中的应用 图八 单相异步电动机电路原理图
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