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; Dt – 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 Dt и перио­дом T следующим соотношением:

φ = (Dt / 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 = IjwL; U_C = I / jwC; I_R = U /R; I_C = U jwC.