Sfasamento per correnti alternate
Correnti alternate la stessa frequenza possono differire l'uno dall'altro non solo in ampiezza, ma anche in fase, cioè possono essere sfasati.
Se due correnti alternate raggiungono contemporaneamente valori di picco e contemporaneamente attraversano valori zero, allora queste correnti sono in fase. In questo caso, lo sfasamento tra le correnti è zero (Fig. 1, a).
Tuttavia, ci sono casi in cui i valori dell'ampiezza (e dello zero) di queste correnti non coincidono tra loro nel tempo, cioè c'è uno sfasamento diverso da zero. Nella fig. 1b mostra le correnti sfasate di un quarto del periodo (T / 4).
Lo sfasamento è solitamente indicato con la lettera greca φ ed è spesso espresso in gradi, supponendo che l'intero periodo sia di 360°, così come un giro completo corrisponde a 360°. Pertanto, lo sfasamento di un quarto del periodo è indicato da φ = 90 ° e quando le fasi vengono spostate di metà periodo, scrivono φ = 180e.
Riso. 1. Diversi sfasamenti tra due correnti alternate
La relazione tra il periodo della corrente alternata T e l'angolo 360 ° può essere stabilita dall'esperimento in cui si ottiene un EMF sinusoidale alternato con rotazione uniforme della bobina (o bobina) in un campo magnetico uniforme. In questo caso, per un giro della bobina, ad es. durante la sua rotazione di un angolo di 360 °, l'EMF compie un'oscillazione sinusoidale completa. Così, infatti, il periodo T corrisponde ad un angolo di 360°.
Lo stesso segue dall'espressione matematica per la corrente alternata, cioè dalla sua equazione. Se corrente alternata ha iniziato il suo cambiamento dalla fase zero quando t = 0, ωt = 0 e sin ωt = 0, dopo un periodo risulterà
A questo punto l'angolo di fase è 2π radianti o 360° e quindi sin ωt = sin 2π = sin 360° = 0. Quando l'angolo passa da 0 a 2π radianti o 360°, il seno compie un ciclo completo delle sue variazioni. Di conseguenza, la corrente alternata compie un'oscillazione completa.
Va ricordato che solo correnti della stessa frequenza possono avere uno sfasamento ben definito. A diverse frequenze delle correnti, lo sfasamento tra di loro non è costante, ma cambia continuamente. Ad esempio, per le correnti i1 e i2 mostrate in Fig. 2 e con frequenze che differiscono tra loro di un fattore due, lo sfasamento negli istanti di tempo rappresentati dai punti 0, 1, 2, 3, 4 è rispettivamente 0; 90; 180; 270; 360°, cioè durante un periodo di corrente i1, il valore di φ varia da 0 a 360°.
Riso. 2. Sfasamento variabile tra correnti di frequenze diverse
Quanto detto sullo sfasamento tra le correnti vale anche per le tensioni e le forze elettromotrici. Di seguito considereremo i casi in cui ci sarà uno sfasamento tra tensione e corrente.