Mesure du déphasage entre courant et tension. Qu'est-ce qui détermine l'angle de phase de la tension et du courant dans un circuit ?

Le déphasage est une quantité sans dimension et peut être mesuré en radians (degrés) ou en fractions de période. Avec un déphasage constant, notamment nul, disent-ils à propos de la synchronicité deux processus, ou sur la synchronisation complète de deux sources de variables.

La phase (angle de phase) est l'angle $\backslash varphi\; =\; 2\; \backslash pi\; \backslash frac\; (t)\; (T)\; ,$ Où $T$- période, $t$- la fraction de la période de déphasage lorsque les sinusoïdes se superposent. Donc si les courbes (grandeurs variables - sinusoïdes : oscillations, courants) sont décalées les unes par rapport aux autres d'un quart de période, alors on dit qu'elles sont décalées en phase de $\backslash frac\; (\backslash pi)\; (2)\; ~\; (90^\backslash circ)\; ,$ si pour un huitième (part) d'une période, alors cela signifie pour $\backslash frac\; (\backslash pi)\; (4)$ etc.
Lorsqu'on parle de plusieurs sinusoïdes déphasées, les techniciens parlent de vecteurs courant ou tension. La longueur du vecteur correspond à l'amplitude de la sinusoïde, et l'angle entre les vecteurs correspond au déphasage. Beaucoup appareils techniques donnons-nous non pas un simple courant sinusoïdal, mais un courant dont la courbe est la somme de plusieurs sinusoïdes (respectivement décalées en phase).

La FEM induite dans les enroulements secondaires d'un transformateur, quelle que soit la forme du courant, coïncide en phase et en forme avec la FEM dans l'enroulement primaire. Lorsque les enroulements sont allumés en antiphase, le transformateur change la polarité de la tension instantanée en sens inverse ; dans le cas d'une tension sinusoïdale, il décale la phase de 180°. Utilisé dans le générateur Meissner, etc.

Donnez votre avis sur l'article "Déphasage"

Remarques

voir également

Un extrait caractérisant le Phase Shift

Les unités de mesure du déphasage sont le radian et le degré :

1° = π/180 rads.

Dans la classification du catalogue, les compteurs électroniques de différence de phase et de temps de retard de groupe sont désignés comme suit : F1 - appareils standards, F2 - compteurs de phase, FZ - déphaseurs de mesure, F4 - compteurs de temps de retard de groupe, F5 - compteurs de corrélation.

Les phasemètres électromécaniques en face avant portent le signe ∆φ.

La phase caractérise l'état du processus harmonique dans ce moment temps:

toi(t) = U m péché (ωt+ φ).

La phase est l'argument entier de la fonction sinusoïdale ( ωt+ φ). Typiquement, ∆φ est mesuré pour des oscillations de même fréquence :

tu 1(t) =Euh péché( ωt+ φ 1);

toi 2(t) =Euh péché( ωt+ φ2).

Dans ce cas, le déphasage

∆φ = ( ωt+ 1) - ( ωt- φ 2) = φ 1 - φ 2 (5.10)

Pour simplifier, nous prenons la phase initiale d'une oscillation comme nulle (par exemple, φ 2 = 0), alors ∆φ = φ 1.

Le concept de déphasage ci-dessus s'applique uniquement aux signaux harmoniques. Pour les signaux non harmoniques (impulsions), la notion de décalage temporel (temps de retard) est applicable t 3), dont les schémas sont présentés sur la Fig. 5.6.

Riz. 5.6. Diagrammes de contraintes avec décalage temporel

La mesure du déphasage est largement utilisée aux fréquences industrielles et ultra-hautes, c'est-à-dire sur toute la gamme de fréquences.

Le déphasage se produit, par exemple, entre les tensions d'entrée et de sortie d'un réseau à quatre bornes, ainsi que dans les circuits de puissance alternative entre le courant et la tension et détermine le facteur de puissance (cos φ), et donc la puissance dans le circuit sous étude.

Pour mesurer le déphasage aux fréquences industrielles, les phasemètres électromécaniques des systèmes électrodynamiques et ferrodynamiques sont largement utilisés. Les inconvénients de tels phasemètres sont la consommation d'énergie relativement importante de la source de signal et la dépendance des lectures à la fréquence. L'erreur relative réduite des compteurs de phase électromécaniques n'est pas supérieure à ± 0,5 %.

En fonction de la précision requise pour mesurer le déphasage et la fréquence du signal, l'une des méthodes suivantes est utilisée : oscillographique (une sur trois), compensation, méthode de comptage électronique discret, méthode de conversion du déphasage en impulsions de courant, méthode de mesure utilisant des phasemètres basé sur un système à microprocesseur, méthode de conversion de fréquence du signal.

Méthodes oscillographiques,à leur tour, sont divisés en trois : balayage linéaire, balayage sinusoïdal (ellipse) et balayage circulaire.

Pour la mise en œuvre méthode de balayage linéaire utilisez un oscilloscope à deux voies ou à deux faisceaux (ou un oscilloscope à un seul faisceau avec un interrupteur électronique). L'écran produit une image de signaux sinusoïdaux (Fig. 5.7).

Riz. 5.7. Oscillogrammes de deux signaux sinusoïdaux lors de la mesure du déphasage à l'aide de la méthode de balayage linéaire

Signaux tu 1(t)Et toi 2(t) sont fournis aux entrées Y1 et Y2 de l'oscilloscope. Pour assurer l'immobilité des oscillogrammes, il est nécessaire de synchroniser le balayage avec l'un des signaux étudiés.

Par segments mesurés 0 un et 0 b le déphasage est calculé à partir de la relation

(5.11)

La méthode de balayage linéaire vous permet de déterminer le signe du déphasage et couvre toute la plage de mesure - 0...360°. L'erreur de la méthode est de ± (5...7°) et est déterminée par la non-linéarité de la tension de dépliement, l'imprécision de la mesure des dimensions linéaires des segments 0 UN et 0 b, la qualité de la focalisation et la luminosité du faisceau (c'est-à-dire la compétence de l'opérateur).

Méthode de balayage sinusoïdal implémenté en utilisant un ; oscilloscope à faisceau. Signaux de tension testés tu 1 (t) Et u2(t) sont fournis aux entrées X et Y de l'oscilloscope lorsque le générateur de balayage linéaire interne est éteint. Une figure en forme d'ellipse apparaîtra sur l'écran (Fig. 5.8), dont la forme dépend du déphasage entre les deux tensions et de leurs amplitudes. Le déphasage est déterminé par la formule

(5.12)

Riz. 5.8. L'oscillogramme résultant lors de la mesure du déphasage à l'aide de la méthode de balayage sinusoïdal

Pour réduire l'erreur, les amplitudes sont égalisées avant la mesure X t Et Mm leur régulation en douceur le long des canaux Y et X.

La méthode de balayage sinusoïdal vous permet de mesurer le déphasage dans la plage de 0 à 180° sans déterminer le signe.

L'erreur de mesure de ∆φ par la méthode de balayage sinusoïdal (méthode de l'ellipse) dépend de la précision de la mesure des segments inclus dans l'équation (5.12), de la qualité de la focalisation et de la luminosité du faisceau sur l'écran CRT. Ces raisons ont un effet notable à un déphasage proche de zéro et de 90°.

Les deux méthodes considérées sont indirectes et demandent beaucoup de travail.

Méthode de balayage circulaire - la méthode oscillographique la plus pratique pour mesurer le déphasage. Dans ce cas, le signe du déphasage est déterminé sur toute la plage de mesure d'angle (0...360°). L'erreur de mesure est constante sur toute la plage.

Le schéma fonctionnel de l'oscilloscope permettant de mesurer le déphasage à l'aide de la méthode de balayage circulaire est illustré à la Fig. 5.9, UN.

Riz. 5.9. Schéma fonctionnel de la mise en œuvre de la méthode de balayage circulaire (un), lecture d'angles (b) et diagrammes de signaux sinusoïdaux (V) lors de la mesure du déphasage

Les entrées X et Y de l'oscilloscope sont alimentées par des signaux de tension sinusoïdales U1 Et U3, décalés l'un par rapport à l'autre de 90° à l'aide d'un déphaseur composé d'une résistance et d'un condensateur. Si les résistances des bras sont égales, les amplitudes de tension U1 Et U 3 sont également égaux et un oscillogramme en forme de cercle sera observé sur l'écran (Fig. 5.9, b).

Signaux comparables tu 1 (t) Et u2(t) sont fournis aux entrées de deux shapers identiques, qui convertissent les tensions sinusoïdales en une séquence d'impulsions unipolaires courtes avec une tension U4 Et U5(Fig. 5.9 , V) avec des façades abruptes. Le début des impulsions coïncide avec le moment de transition des sinusoïdes sur l’axe du temps à mesure qu’elles augmentent. Signaux avec tension U4 Et U5 arrivent au circuit logique OU, où ils sont résumés, et une séquence d'impulsions avec tension apparaît à la sortie U6, qui alimentent l'électrode de commande (modulateur) du tube, contrôlant la luminosité du faisceau aux points 1 et 2, et des points de luminosité accrue sont observés sur le cercle aux points 1 et 2.

Le déphasage entre les signaux se produit comme suit (voir Fig. 5.9, b). Lors de la mesure, le centre du rapporteur transparent est aligné avec le centre du cercle dont la circonférence totale correspond à 360°. Pendant la période T signaux à l'étude avec tension U1 Et U2 le faisceau d'électrons décrit un cercle. Le faisceau décrit un arc entre les points 1 et 2, dont la longueur est égale à un certain angle α, pendant le temps de retard de ces signaux : ∆ t =∆φ T/ 360°, d'où α= ∆φ.

L'erreur de mesure absolue utilisant la méthode de balayage circulaire atteint 2...5° et dépend de la précision de la détermination du centre du cercle, de la précision de la mesure du déphasage à l'aide d'un rapporteur et du degré d'identité du seuil de réponse des deux. façonneurs.

Mode de rémunération(méthode de superposition) est mise en œuvre à l'aide d'un oscilloscope. Le diagramme de la méthode est présenté sur la Fig. 5.10, UN.

Riz. 5.10. Schéma de mise en œuvre du mode de compensation ( UN) et oscillogramme (6) lors de la mesure du déphasage

Signaux avec tension U1 Et U2 sont fournis aux entrées Y et X de l'oscilloscope, et à l'entrée Y - via un déphaseur gradué, et directement à l'entrée X.

Déphasage entre les tensions de test U1 Et U2 déterminé en changeant la phase du signal avec la tension U 3 déphaseur jusqu'à ce qu'une ligne droite inclinée apparaisse sur l'écran (Fig. 5.10, b), ce qui indique que les phases des deux signaux sont égales. Le déphasage ∆φ déterminé est compté sur l'échelle du déphaseur par rapport à la position primaire, correspondant à une rotation de phase de 180°. Pour réduire l'erreur de mesure, il est nécessaire de corriger les déphasages créés par les amplificateurs des canaux de déviation verticale et horizontale du faisceau de l'oscilloscope. Cette procédure est effectuée dans le même ordre que lors de la mesure du déphasage à l'aide d'une méthode de balayage sinusoïdal (voir Fig. 5.8). Un voltmètre électronique peut être utilisé comme indicateur de zéro.

L'erreur de mesure utilisant la méthode de compensation est faible (0,2...0,5°) et est principalement déterminée par la qualité de l'étalonnage du déphaseur.

La méthode de compensation est également utilisée dans la gamme des micro-ondes lors de la mesure du déphasage introduit par tout élément supplémentaire inclus dans le trajet micro-ondes (filtre, section de guide d'ondes). Le schéma fonctionnel de mesure du déphasage à l'aide de la méthode de compensation est illustré à la Fig. 5.11.

Riz. 5.11. Schéma fonctionnel de mesure du déphasage dans la gamme des micro-ondes à l'aide d'une méthode de compensation

Le processus de mesure est effectué dans l'ordre suivant. Lorsque l'élément de test Z est déconnecté, le trajet hyperfréquence en sortie du déphaseur est court-circuité par une fiche. Lorsque le générateur est allumé, une onde stationnaire s'établit sur le trajet. Depuis le minimum onde stationnaire est plus prononcé que le maximum, puis en ajustant le déphaseur, le nœud d'onde stationnaire est déplacé par rapport au plan transversal de la sonde pour que le dispositif redresseur (milliammètre) affiche le minimum, et les lectures de φ 1, le déphaseur , sont notés. Ensuite, entre le déphaseur et la fiche, l'élément de test Z est connecté, créant un déplacement du nœud de tension d'onde stationnaire, et encore une fois, à l'aide du déphaseur, la lecture minimale de l'indicateur est obtenue, qui sera φ 2 lorsqu'on compte sur l'échelle du déphaseur.

Le déphasage introduit par l'élément Z étudié dans le trajet micro-ondes est déterminé par la formule

Au lieu d'un déphaseur et d'une sonde, une ligne de mesure peut être utilisée dans le circuit considéré. Le mode de rémunération décrit est indirect.

Un phasemètre à deux canaux vous permet de mesurer directement le déphasage. Le principe de fonctionnement d'un phasemètre à deux voies repose sur la conversion du déphasage en impulsions rectangulaires. Le schéma fonctionnel d'un phasemètre à deux canaux, les chronogrammes des signaux expliquant son fonctionnement et un graphique des lectures de l'indicateur ∆φ relatif sont présentés sur la Fig. 5.12.

Riz. 5.12. Schéma fonctionnel d'un phasemètre à deux canaux ( UN), des chronogrammes de signaux expliquant son fonctionnement (6) et un graphique des lectures de l'indicateur par rapport à ∆φ ( V)

Le phasemètre est constitué d'un convertisseur ∆φ en un décalage temporel ∆ t,égal au déphasage souhaité ∆φ et à l'indicateur de mesure. Le convertisseur se compose de deux conditionneurs de signaux identiques et d'un additionneur, qui sert de déclencheur.

Signaux de tension testés U1 Et U2 avec un déphasage ∆φ sont envoyés aux entrées de deux shapers identiques, qui convertissent les signaux sinusoïdaux entrants en une séquence d'impulsions courtes avec tension U 3 Et U4. Impulsions avec tension U 3 déclencher le déclencheur et les impulsions de tension U4 remettez-le dans sa position d'origine. En conséquence, une séquence périodique d'impulsions est formée à la sortie, dont la période de répétition et la durée sont égales à la période de répétition T et décalage horaire ∆ t signaux étudiés avec amplitude Je suis.

Le microampèremètre du système magnétoélectrique est le plus souvent utilisé comme indicateur de mesure, dont les lectures sont proportionnelles à la valeur moyenne du courant sur la période de répétition du signal. T.

Comme le montre le chronogramme je = f (t) ( voir fig. 5.12, b), dans le circuit de l'appareil de mesure, des impulsions rectangulaires d'une durée de ∆ sont obtenues t. Par conséquent, la valeur moyenne du courant circulant dans les appareils sur la période est proportionnelle au double de l'intervalle de temps relatif :

À partir du graphique (voir Fig. 5.12, b) il s'ensuit que le déphasage entre les signaux étudiés avec une tension U1 Et U2 correspond au décalage temporel ∆ t et peut être exprimé par la formule

d'où il résulte que l'angle de phase dépend linéairement du rapport ∆ t/t:

En remplaçant l'équation (5.15) dans l'expression (5.14), on obtient

(5.16)

A valeur constante de l'amplitude des impulsions de sortie, l'échelle de l'indicateur mesurant la valeur moyenne du courant je 0 , graduée en valeurs ∆φ. Dans ce cas, l'échelle indicatrice du phasemètre sera linéaire. L'avantage d'un phasemètre à deux canaux est la mesure directe de ∆φ dans la plage de ±180°.

Méthode de comptage électronique discret est la base du fonctionnement d'un phasemètre numérique et se compose de deux étapes principales : la conversion du déphasage en l'intervalle de temps correspondant et la mesure de cet intervalle de temps à l'aide de la méthode de comptage discret.

Un schéma fonctionnel simplifié d'un phasemètre numérique et des chronogrammes expliquant son fonctionnement sont présentés dans la Fig. 5.13.

Riz. 5.13. Schéma fonctionnel d'un phasemètre lors de la mesure du déphasage à l'aide de la méthode de comptage discret (a), et chronogrammes de signaux expliquant son fonctionnement (b)

Le signal sinusoïdal généré par l'oscillateur à quartz est transmis au bloc de formation, à la sortie duquel des impulsions de comptage sont générées et arrivent à une entrée du sélecteur de temps. Son autre entrée reçoit une séquence convertie d'impulsions de durée ∆ t avec période de répétition des signaux étudiés T. Le sélecteur ne s'ouvre que pendant un temps égal à la durée ∆ t impulsions avec tension U 3 et transmet les impulsions de tension au compteur U4 du générateur. Le sélecteur de temps génère des paquets d'impulsions avec une tension U5 ( sans changer la période T), arrivant au comptoir dans un seul colis.

Où T 0 - période de répétition du comptage des impulsions d'un oscillateur à quartz.

Substitution de la relation pour ∆ dans la formule (5.17) tà partir de la formule (5.16), nous déterminons ∆φ pour les signaux avec tension U1 Et U2

(5.18)

L'erreur de mesure globale par cette méthode dépend de l'erreur de discrétion, qui est due au fait que l'intervalle ∆ t mesuré avec une précision d'une période T 0, et de l'instabilité du temps de réponse du convertisseur.

De belles opportunités avoir des phasemètres avec un microprocesseur intégré, qui peut mesurer le déphasage entre deux signaux périodiques pour n'importe quelle période sélectionnée.

La figure 5.14 montre un schéma fonctionnel d'un phasemètre avec un microprocesseur intégré et des chronogrammes de signaux expliquant son fonctionnement.

Après le périphérique d'entrée, signaux sinusoïdaux avec tension U1 Et U2 arrivent aux entrées d'un convertisseur d'impulsions, dans lequel elles sont converties en impulsions courtes avec tension U" 1 et U" 2 En utilisant la première paire de ces impulsions, le pilote 1 génère une impulsion avec une tension U 3 durée ∆ t, qui est égal au décalage temporel des signaux avec tension U1 Et U2. Cette impulsion ouvre le sélecteur de temps 1, et pendant son fonctionnement, les impulsions de comptage avec une période de répétition passent à l'entrée du compteur 1. T 0, qui sont générés par le microprocesseur. 1 paquet d'impulsions de tension transmis à l'entrée du compteur U4 montré sur la fig. 5.14, b. Le nombre d'impulsions dans un paquet est exprimé par la formule

En même temps, le pilote 2 génère des impulsions avec une tension U5, d'une durée égale à la période de répétition des signaux étudiés avec tension U1 Et U2. Cette impulsion ouvre le sélecteur 2 (pendant la durée de son action) et fait passer un paquet d'impulsions de tension du microprocesseur au compteur 2. U6 et avec période T0, dont le numéro dans le colis est

Riz. 5.14. Schéma fonctionnel d'un compteur de phase avec un microprocesseur intégré ( UN) et des chronogrammes de signaux expliquant son fonctionnement (b)

Pour déterminer la valeur souhaitée du déphasage ∆φ pour la période de répétition du signal sélectionnée T il faut trouver le rapport des quantités (5.19) et (5.20), égal à

alors, en tenant compte de la formule de base ∆φ = 360° ∆ t/T multipliez ce rapport par 360° :

(5.21)

Ce calcul est effectué par un microprocesseur, auquel sont transmis les codes numériques générés par les compteurs 1 et 2. P. Et N. Avec le programme du microprocesseur approprié, l'écran affiche la valeur du déphasage ∆φ pour toute période sélectionnée T. En comparant ces changements dans différentes périodes il devient possible d'observer les fluctuations de ∆φ et d'estimer leurs paramètres statiques, qui incluent valeur attendue, dispersion, écart type, déphasage moyen mesuré.

Lors de la mesure avec un phasemètre doté d'un microprocesseur intégré, la valeur moyenne du déphasage ∆φ pour une quantité donnée À périodes T les compteurs 1 et 2 accumulent des codes pour le nombre d'impulsions reçues sur leurs entrées pendant À périodes, c'est-à-dire codes numériques PC Et N.K. respectivement, transmis au microprocesseur.

Une petite erreur dans la mesure de ∆φ avec ce phasemètre ne peut être obtenue qu'à une fréquence suffisamment basse des signaux étudiés. La conversion préliminaire du signal (hétérodyne) vous permet d'élargir la plage de fréquences.

Les principales caractéristiques métrologiques des compteurs de phase que vous devez connaître lors du choix d'un appareil sont les suivantes :

· finalité de l'appareil ;

· plage de mesure du déphasage ;

· gamme de fréquences;

· erreur de mesure admissible.

Mais parce que les tours sont décalés dans l'espace, alors la CEM induite en eux n'atteindra pas en même temps l'amplitude et les valeurs nulles.

Au moment initial, la FEM du tour sera :

Dans ces expressions, les angles sont appelés phase , ou phase . Les angles sont appelés phase initiale . L'angle de phase détermine la valeur de la FEM à tout moment, et la phase initiale détermine la valeur de la FEM au moment initial.

La différence entre les phases initiales de deux grandeurs sinusoïdales de même fréquence et amplitude est appelée angle de phase

En divisant l'angle de phase par la fréquence angulaire, on obtient le temps écoulé depuis le début de la période :

Représentation graphique de grandeurs sinusoïdales

U = (U 2 a + (U L - U c) 2)

Ainsi, du fait de la présence d'un angle de phase, la tension U est toujours inférieure somme algébrique U une + U L + U C . La différence U L - U C = U p est appelée composante de tension réactive.

Considérons comment le courant et la tension changent dans un circuit en série courant alternatif.

Impédance et angle de phase. Si l'on substitue les valeurs U a = IR dans la formule (71) ; U L = lL et U C =I/(C), alors on aura : U = ((IR) 2 + 2), d'où on obtient la formule de la loi d'Ohm pour un circuit à courant alternatif série :

je = U / ((R 2 + 2)) = U / Z (72)

Où Z = (R 2 + 2) = (R 2 + (X L - X c) 2)

La valeur Z est appelée impédance du circuit, elle se mesure en ohms. La différence L - l/(C) est appelée réactance du circuit et est désigné par la lettre X. Par conséquent, la résistance totale du circuit

Z = (R 2 + X 2)

La relation entre actif, réactif et impédance d'un circuit à courant alternatif peut également être obtenue à l'aide du théorème de Pythagore du triangle de résistance (Fig. 193). Le triangle de résistance A'B'C' peut être obtenu à partir du triangle de tension ABC (voir Fig. 192,b) si l'on divise tous ses côtés par le courant I.

L'angle de déphasage est déterminé par la relation entre les résistances individuelles incluses dans un circuit donné. Du triangle A’B’C (voir Fig. 193) on a :

péché? = X/Z ; parce que ? = R/Z ; tg ? =X/R

Par exemple, si la résistance active R est nettement supérieure à la réactance X, l’angle est relativement petit. Si le circuit a une grande réactance inductive ou capacitive importante, alors l'angle de déphasage augmente et s'approche de 90°. Où, si la réactance inductive est supérieure à la réactance capacitive, la tension et avance le courant i d'un angle ; si la réactance capacitive est supérieure à la réactance inductive, alors la tension est en retard d'un angle sur le courant i.

Une inductance idéale, une vraie bobine et un condensateur dans un circuit à courant alternatif.

Une vraie bobine, contrairement à une bobine idéale, a non seulement une inductance, mais aussi une résistance active. Par conséquent, lorsqu'un courant alternatif y circule, elle s'accompagne non seulement d'un changement d'énergie dans le champ magnétique, mais également d'une transformation énergie électrique sous une forme différente. Concrètement, dans le fil de la bobine, l'énergie électrique est convertie en chaleur conformément à la loi de Lenz-Joule.

Il a été découvert précédemment que dans un circuit à courant alternatif, le processus de conversion de l'énergie électrique sous une autre forme est caractérisé par puissance active du circuit P , et le changement d'énergie dans le champ magnétique est puissance réactive Q .

Dans une bobine réelle, les deux processus ont lieu, c'est-à-dire que ses puissances active et réactive sont différentes de zéro. Par conséquent, une bobine réelle dans le circuit équivalent doit être représentée par des éléments actifs et réactifs.

Sur l'induit du générateur se trouvent deux spires identiques 1 et 2, décalées dans l'espace (Fig. 5-6). Lorsque l'armature tourne, e sera induit dans les tours. d.s. la même fréquence et avec les mêmes amplitudes ; puisque les tours tournent avec le même vitesse angulaire dans le même champ magnétique.

En raison du décalage des spires dans l'espace, les spires ne passent pas simultanément sous les milieux des pôles et e. c'est-à-dire qu'ils n'atteignent pas simultanément les valeurs d'amplitude.

Lorsque l'armature tourne à une vitesse angulaire et dans le sens opposé au sens des aiguilles d'une montre, au moment où le temps commence à compter, les spires sont situées à des angles par rapport au plan neutre (Fig. 5-6).

Riz. 5-6. Deux tours de l'enroulement d'induit du générateur.

Riz. 5-7. Graphiques de deux variables e. d.s.

Induit à tour de rôle e. d.s.

où l'angle est appelé angle de phase ou simplement phase, de sorte que la valeur instantanée d'une quantité sinusoïdale est déterminée par l'amplitude et la phase.

Des graphiques de ces e. d.s. sont tracés sur la Fig. 5-7.

Au moment initial, l'exemple induit des tours. d.s.

En figue. 5-7, ils sont représentés par les ordonnées initiales. Angles électriques, déterminant les valeurs de e. d.s. au moment initial sont appelés angles de phase initiaux ou simplement phases initiales.

Ainsi, une grandeur sinusoïdale est caractérisée par : 1) l’amplitude, 2) la fréquence ou période, et 3) la phase initiale.

La différence entre les phases initiales de deux grandeurs sinusoïdales de même fréquence est appelée angle de phase (déphasage) :

Le déphasage montre à quelle partie de la période ou à quelle période une quantité sinusoïdale atteint le début de la période avant une autre quantité.

Le début de la période est considéré comme le moment où la valeur sinusoïdale passe par la valeur zéro, après quoi elle est positive. La valeur pour laquelle le début de la période est atteinte plus tôt que l'autre est considérée comme en avance en phase, et celle pour laquelle la même valeur est atteinte plus tard est considérée comme en retard de phase.

Deux grandeurs sinusoïdales ayant les mêmes phases initiales sont en phase. Deux grandeurs sinusoïdales dont l'angle de phase est égal à 180° changent en antiphase.

Exemple 5-3. Deux e. d.s. donné par des équations

Les phases initiales des oscillations électromagnétiques sinusoïdales de la tension primaire et secondaire, avec une fréquence de même valeur, peuvent différer considérablement d'un certain angle de déphasage (angle φ). Les quantités variables peuvent changer de manière répétée sur une certaine période de temps avec une certaine fréquence. Si les processus électriques sont inchangés et que le déphasage est nul, cela indique un synchronisme des sources de valeurs de tension alternative, par exemple des transformateurs. Le déphasage est le facteur déterminant du facteur de puissance dans réseaux électriques courant alternatif.

L'angle de déphasage est trouvé si nécessaire, alors si l'un des signaux est un signal de référence, et que le deuxième signal avec une phase au tout début coïncide avec l'angle de déphasage.

L'angle de déphasage est mesuré à l'aide d'un appareil présentant une erreur normalisée.

Le phasemètre peut mesurer l'angle de décalage dans la plage de 0 o à 360 o, dans certains cas de -180 o C à +180 o C, et la plage de fréquences de signal mesurées peut aller de 20 Hz à 20 GHz. La mesure est garantie si la tension du signal d'entrée est comprise entre 1 mV et 100 V, mais si la tension du signal d'entrée dépasse ces limites, la précision de la mesure n'est pas garantie.

Méthodes de mesure de l'angle de phase

Il existe plusieurs façons de mesurer l'angle de phase, à savoir :

1. Utilisation d'un oscilloscope à double faisceau ou à double canal.
2. La méthode de compensation est basée sur la comparaison du déphasage mesuré avec le déphasage fourni par un déphaseur de référence.
3. La méthode somme-différence consiste à utiliser des signaux harmoniques ou carrés façonnés.
4. Conversion du déphasage dans le domaine temporel.

Comment mesurer l'angle de phase avec un oscilloscope

La méthode oscillographique peut être considérée comme la plus simple avec une erreur d'environ 5 o. Le décalage est déterminé à l'aide d'oscillogrammes. Il existe quatre méthodes oscillographiques :

1. Application du balayage linéaire.
2. Méthode elliptique.
3. Méthode de numérisation circulaire.
4. Utiliser des marques de luminosité.

La détermination de l'angle de déphasage dépend de la nature de la charge. Lors de la détermination du déphasage dans les circuits primaire et secondaire d'un transformateur, les angles peuvent être considérés comme égaux et ne diffèrent pratiquement pas les uns des autres.

L'angle de phase des tensions, mesuré à l'aide d'une source de fréquence de référence et à l'aide d'un élément de mesure, permet de garantir la précision de toutes les mesures ultérieures. Les tensions de phase et l'angle de déphasage dépendent de la charge, donc une charge symétrique détermine l'égalité de la tension de phase, des courants de charge et de l'angle de déphasage, et la charge en termes de consommation d'énergie dans toutes les phases de l'installation électrique sera également égale.

L'angle de phase entre le courant et la tension dans les circuits triphasés asymétriques n'est pas égal. Afin de calculer l'angle de déphasage (angle φ), des résistances (résistances), des inductances et des condensateurs (condensateurs) connectés en série sont inclus dans le circuit.

À partir des résultats expérimentaux, on peut déterminer que le déphasage entre la tension et le courant sert à déterminer la charge et ne peut pas dépendre de quantités variables courant et tension dans le réseau électrique.

En conclusion, nous pouvons dire que :

1. Les éléments constitutifs d'une résistance complexe, tels que la résistance et la capacité, ainsi que la conductivité, ne seront pas des quantités réciproques.
2. L'absence de l'un des éléments rend les valeurs résistives et réactives, qui font partie du complexe résistance et conductivité, et en fait des quantités réciproques.
3. Les grandeurs réactives en résistance et conductivité complexes sont utilisées avec le signe opposé.

L'angle de phase entre la tension et le courant est toujours exprimé comme le principal facteur raisonné de la résistance complexe φ.