Отличие фазы от нуля: Фаза в элекстричестве — это плюс или минус: фазный провод

Содержание

Трехфазные цепи или в чем отличие фазы от ноля?

РадиоКот >Статьи >

Трехфазные цепи или в чем отличие фазы от ноля?

Понятия ФАЗА и НОЛЬ вытекают из темы ТРЕХФАЗНЫЕ (в дальнейшем – ) ЦЕПИ, потому рассмотрим их подробно.

Что это такое вообще? А вот что:
Если соединить несколько однофазных цепей (состоят из генератора, нагрузки и двух проводов линии: прямого и обратного), токи в которых имеют одну частоту, но сдвинуты относительно друг друга по фазе, то можно получить такое условие, когда сумма токов в обратных проводах будет равна нулю. Тогда можем объединить все обратные провода в один и отказаться от них, тем самым сэкономив на материале провода (можно купить еще вискаса!(К черту вискас – осетрину давай! Здесь и далее прим. Кота.)). Эта возможность и дала основание для распространения многофазных цепей, в частности при производстве и передаче электроэнергии применяются почти исключительно 3Ф цепи.

Кстати, все основные звенья 3Ф цепей (3Ф генератор, 3Ф трансформатор и 3Ф двигатель) были разработаны русским инженером Доливо-Добровольским еще в 1880-е годы! Причина распространения 3Ф систем также в том, что 3Ф генератор, 3Ф трансформатор и 3Ф двигатель наиболее просты по конструкции, экономичны и надежны в работе по сравнению с другими.

3Ф система электрических цепей – совокупность трех однофазных цепей, в которых действует ЭДС одной и той же частоты, но сдвинуты на угол 120° одна от другой. Отдельную цепь из этих трех называют ФАЗА.
ФАЗА, это участок, по оторому течет один и тот же ток.

3Ф система ЭДС является симметричной, если эти ЭДС сдвинуты относительно друг друга на 120° и имеют равные амплитуды. 3Ф генераторы на электростанциях создают именно симметричную систему ЭДС.

3Ф нагрузка является симметричной, если комплексные сопротивления всех трех ее ФАЗ равны. Если к симметричной нагрузке приложена симметричная система ЭДС, будет иметь место 3Ф симметричная система токов.

Одни выводы фазных обмоток генератора условно называют начала и обозначают на схемах ABC, а другие – концы и обозначают XYZ.

Порядок, в котором ЭДС фаз генератора проходят через одинаковые значения называется чередования фаз.

Сумма ЭДС симметричной системы в любой момент времени равна 0.

Способов соединения ФАЗ в 3Ф цепях два: треугольником и звездой.
Соединение звезда, это соединение, при котором концы XYZ фазных обмоток генератора соединяют в общий узел, называемый НЕЙТРАЛЬНАЯ или НУЛЕВАЯ точка генератора (N или O). Соединение звездой показано на рисунке №1.
Соединение ФАЗ генератора в звезду:

Соединение ФАЗ генератора в треугольник, это такое соединение, при котором начало одной ФАЗЫ было соединено с концом следующей.

При отсутствии нагрузки, (т.е. при разомкнутых выводах генератора) в обмотках генератора, соединенных в треугольник, ток не течет т.

к. сумма симметричных ЭДС дает “0”.
Исходя из этого возможно только четыре соединения генератора с приемником:
1. треугольник – треугольник
2. треугольник – звезда
3. звезда – треугольник
4. звезда – звезда

Но, это было бы правдой, если бы не нейтральная (нулевая) точка, возникающая при соединении звездой. Ведь средние точки можно тоже соединить. Получаем еще один способ:
5. звезда – звезда, с нейтралью. (Y+Yn) Он-то нам и нужен! Вот это соединение:

Тут я много чего понаписал, объясняю:

Комплексное (с точкой) Ua, Ub, Uc – фазные напряжения.
Комплексное Uab, Ubc, Uca – линейные напряжения.
Комплексный Ia, Ib, Ic – Линейные токи (показывают от генератора к приемнику).
Комплексное In – показывают от приемника к генератору, по сути нейтраль (тот самый НОЛЬ в розетке) является обратным проводом.

А теперь самое интересное (в свое время меня поразило)
По второму закону Кирхгофа:

Uab = Ua – Ub
Ubc = Ub – Uc
Uca = Uc – Ua
Из этого следует, что:
Uab + Ubc + Uca = 0 ! (в симметричном режиме)


По первому закону Кирхгофа:
Ia + Ib + Ic = In
В симметричном режиме In = 0
Следовательно в симметричном режиме нейтраль не нужна!

Если внимательно рассмотреть векторную диаграмму, представленную на рисунке, то станет ясен вопрос, который тревожит очень многих: почему именно 220В, а не 200 или 250 и т. д. Или в общем виде: “почему шкала стандартных напряжений приемников выглядит, как 127, 220, 380, 660”. А вот почему.
Посмотрим снова на рисунок №4, что мы видим? Рассмотрим вектор напряжения Uab.
Uab = Ua*cos30° + Ub*cos30° = 2 Uф*cos30° = sqrt3*Uф

Uл = sqrt3*Uф
, это разность потенциалов между проводом линии и нейтралью.
, это Напряжение между двумя линейными проводами (межфазное).

Теперь возьмем, к примеру, 220 вольт как Uф, вычисляя Uл получим 381,05 Вольт Возьмем эти за Uф 381,05 и снова вычислим, получим 659,99 вольт. И так далее. Вот откуда эти мистические цифры – из углов сдвига ФАЗ и математики!
Итак, при симметричной нагрузке нейтраль не нужна, так, как тока в ней все равно не будет. Тогда 3Ф система буде трехпроводной, что дает экономию на материале 50% по сравнению с однофазной (при одной и той же передаваемой мощности). На практике 3Ф нагрузка встречается (3Ф двигатель), однако даже в такой 3Ф цепи все равно возможен несиметричный режим, который, к примеру может быть вызван обрывом одной из фаз, или там несимметричный КЗ (между двумя фазами).


При несимметричной нагрузке и отсутствии нейтрали потенциал нейтральной точки нагрузки не будет равен нулю. Его можно определить по методу двух узлов находя смещение нейтрали:

Из схемы без нейтрали (рисунок №-1) видно, что в соответствии со вторым законом Кирхгофа фазные напряжения не будут равны ЭДС истояника на величину смещения нейтрали.

ВД для несимметричного режима без нейтрали:

При отсутствии нейтрали нарушается симметрия фазных напряжений. При любом изменении в одной из фаз точка n будет двигаться по плоскости перетаскивая за собой вектора фазных напряжений. Короче – дело дрянь. По этому поводу мне как-то сказали: хочешь увидеть фейерверк – перережь нейтральный провод в доме напротив 🙂 В результате при изменении нагрузки только одной из фаз изменяются все три фазных непряжения. Работа фаз не будет назависимой, это недопустимо, так как потребители, вкдюченные в разные фазы рассчитаны на работу при определенном Uф.

Для устранения такой зависимости одной фазы от другой, т.е. для обеспечения симметрии фазных напряжений при несимметричной нагрузке и предназначен нейтральный провод.

Несмотря на отсутствие разности потенциалов на нейтрали по ней будет протекать ток, вызванный несимметрией нагрузки. Короче “лишний ток” стекает по нейтрали.
Почему нейтраль называют землей? Потому, что на электростанции нулевая точка генератора заземлена, т.е. буквально провод закопан в землю. Это сделано для страховки.
Ну, а если кого-то заинтересует вопрос: “Как же это все работает на практике?”, то вот упрощенная схема питания наших с вами квартир от электростанции.

От 3Ф генератора энергия идет к 3Ф трансформатору (тот, что у нас на подстанции) а от него уже поступает к нам в розетки на стене (на схеме потребители обозначены символом резисторов и подписаны, как 3Ф нагрузка)

И в завершение, пройдемся по главному из данной темы. Итак, выводы:
а) ФАЗА и НОЛЬ совершенно разные вещи! (Теперь мы знаем, что НОЛЬ, в общем может быть и не нужен, соединим все обратные провода из розеток по три штуки в одну точку и все, главное, чтоб нагрузка симметричная была, но вот ФАЗА нужна обязательно… Значит различия все-таки есть 🙂

б) ФАЗА фактически есть участок, по которому течет один и тот же ток. В розетке, же, на стене, это провод по которому ток к нам идет от генератора. (в отличие от НОЛЯ по которому тот стекает обратно к генератору, в его нулевую точку) Можно также сказать, что это один из трех переменных токов, вырабатываемых 3Ф генератором.
в) НОЛЬ (он же нейтраль) фактически есть провод, соединяющий нулевую точку генератора и нулевую точку нагрузки.
г) НОЛЬ буквально заземлен, но на электростанции.
д) Преимущество схемы YN в том, что она дает возможность подключения на 2 напряжения: между двумя линейными проводами и между фазой и нейтралью.
ТАД (3Ф асинхронный двигатель U1 = 380/220)
е) При соединении фаз нагрузки в треугольник, каждая фаза находится под линейным напряжением, а при соединении в звезду под напряжением в раз меньше.
ж) При любой схеме соединения, в случае симметричного режима расчет 3Ф цепи сводится к расчету одной из фаз.
з) На практике указывают линейные напряжения и токи, поскольку не всегда есть доступ для приборов к нейтральной точке приемника.

Это все основные моменты о 3Ф цепях. Есть, что добавить? Пишите.

Вопросы, как обычно, складываем тут.


Как вам эта статья?

Заработало ли это устройство у вас?

Высокочувствительный С-реактивный белок (кардио), (СРБ высокочувствительный, high sensitivity CRP, hs-CRP)

Метод определения

Иммунотурбидиметрический, высокочувствительный (нижний предел обнаружения – 0,1 мг/л)

Исследуемый материал Сыворотка крови

Доступен выезд на дом

Синонимы: С-реактивный белок ультрачувствительный; СРБ кардио; High-sensitivity C-reactive protein (hs-CRP), quantitative; Cardio CRP; High-sensitivity CRP; Ultra-sensitive CRP.  

Краткая характеристика определяемого вещества Высокочувствительный С-реактивный белок 

С-реактивный белок – один из наиболее чувствительных маркеров острой фазы воспаления. Уровень СРБ значительно повышается при инфекциях, воспалительных процессах и любом повреждении тканей. Традиционное использование теста СРБ нацелено на выявление инфекций и выраженного воспаления в организме (см. тест № 43). В таком стандартном варианте исследования используют диагностический порог СРБ

 Установлено, что концентрация СРБ в небольшой степени повышается также при эндогенном сосудистом вялотекущем воспалении низкого уровня активности, сопровождающем процесс развития атеросклероза сосудов. Для выявления такого персистирующего воспаления низкой степени, связываемого с повышением кардиорисков, необходимы высокочувствительные методы определения СРБ, позволяющие достаточно точно различать концентрации СРБ даже в обычно считающемся нормальным диапазоне 0,5-5,0 (10,0) мг/л. 

Определение концентрации С-реактивного белка с целью оценки риска сердечно-сосудистых заболеваний следует проводить в отсутствие острых или недавних воспалительных заболеваний (включая инфекции и травмы). По данным проведенных исследований, у лиц с уровнем высокочувствительного СРБ, приближающемся к верхнему пределу стандартного диапазона нормы, потенциальный риск развития в будущем сердечно-сосудистых заболеваний ориентировочно от 1,5 до 4 раз выше, чем у лиц с значениями СРБ <1,0 мг/л. 

Для индивидуального определения потенциального сердечно-сосудистого риска применяют различные алгоритмы, из которых в настоящее время рекомендована и широко используется шкала SCORE. Она основана на учете возраста, пола, величины систолического артериального давления, уровня общего холестерина (с уточнением по уровню холестерина антиатерогенных липопротеидов высокой плотности – ЛПВП), факта курения. 

Определение потенциальных сердечно-сосудистых рисков с использованием подобных систем оценки рекомендуется применять взрослым лицам старше 40 лет, за исключением тех, кого автоматически относят к группе высокого и очень высокого сердечно-сосудистого риска (пациенты с сердечно-сосудистыми заболеваниями, сахарным диабетом, хронической болезнью почек или очень высокими уровнями отдельных факторов риска). Такая оценка позволяет вовремя применить профилактические меры. Однако и инфаркт, и инсульт иногда неожиданно развиваются и у людей с умеренным или низким по указанным базовым факторам расчетным риском. Поэтому лицам, отнесенным в группу умеренного сердечно-сосудистого риска, для более точных оценок целесообразно определять дополнительные биомаркеры, в том числе маркер воспаления (высокочувствительный СРБ), маркер поражения клеток миокарда (сердечный тропонин I). 

С какой целью проводят исследование крови на Высокочувствительный С-реактивный белок 

Данное исследование является вариантом оценки уровня С-реактивного белка, предназначенным для дополнительного уточнения сердечно-сосудистых рисков у пациентов, отнесенных в группу умеренного риска по базовым факторам. 

Что может повлиять на результат исследования крови на Высокочувствительный С-реактивный белок 

Прогностическая значимость высокочувствительного исследования СРБ в оценке сердечно-сосудистых рисков ограничена тем, что его уровень в крови подвержен влиянию большого числа факторов. При выявлении признаков повышенного кардиориска в тесте высокочувствительного СРБ, его исследование целесообразно через некоторое время повторить, чтобы убедиться в том, что полученный результат не случаен. 

Следует понимать, что СРБ высокочувствительным (тест № 1643) и СРБ стандартным (тест № 43) тестами определяется один и тот же белок. При значениях СРБ выше 10 мг/л следует исключить наличие инфекционного процесса. Лицам с хроническими воспалительными заболеваниями (например, ревматоидным артритом) нецелесообразно применять высокочувствительный СРБ, поскольку уровень С-реактивного белка при этом заболевании всегда высокий, и использование высокочувствительного формата теста не имеет значения. 

Влияние лекарственных препаратов: нестероидные противовоспалительные лекарственные препараты (аспирин, ибупрофен и пр.), статины снижают уровень С-реактивного белка (поскольку снижают активность воспаления).

Урок 8. переменный электрический ток – Физика – 11 класс

Физика, 11 класс

Урок 8. Переменный электрический ток

Перечень вопросов, рассматриваемых на уроке:

1) Свойства переменного тока;

2) Понятия активного сопротивления, индуктивного и ёмкостного сопротивления;

3) Особенности переменного электрического тока на участке цепи с резистором;

4) Определение понятий: переменный электрический ток, активное сопротивление, индуктивное сопротивление, ёмкостное сопротивление.

Глоссарий по теме

Переменный электрический ток — это ток, периодически изменяющийся со временем.

Сопротивление элемента электрической цепи (резистора), в котором происходит превращение электрической энергии во внутреннюю называют активным сопротивлением.

Действующее значение силы переменного тока равно силе такого постоянного тока, при котором в проводнике выделяется то же количество теплоты, что и при переменном токе за то же время.

Величину ХC, обратную произведению ωC циклической частоты на электрическую ёмкость конденсатора, называют ёмкостным сопротивлением.

Величину ХL, равную произведению циклической частоты на индуктивность, называют индуктивным сопротивлением.

Основная и дополнительная литература по теме урока:

Мякишев Г.Я., Буховцев Б.Б., Чаругин В.М. Физика.11 класс. Учебник для общеобразовательных организаций М.: Просвещение, 2014. – С. 86 – 95.

Рымкевич А.П. Сборник задач по физике. 10-11 класс. – М.: Дрофа, 2014. – С. 128 – 132.

Степанова. Г.Н. Сборник задач по физике. 10-11 класс. М., Просвещение 1999 г.

Е.А. Марон, А.Е. Марон. Контрольные работы по физике. М., Просвещение, 2004

Основное содержание урока

Сейчас невозможно представить себе нашу цивилизацию без электричества. Телевизоры, холодильники, компьютеры – вся бытовая техника работает на нем. Основным источником энергии является переменный ток.

Электрический ток, питающий розетки в наших домах, является переменным А что это такое? Каковы его характеристики? Чем же переменный ток отличается от постоянного? Об этом мы поговорим на данном уроке.

В известном опыте Фарадея при движении полосового магнита относительно катушки появлялся ток, что фиксировалось стрелкой гальванометра, соединенного с катушкой. Если магнит привести колебательное движение относительно катушки, то стрелка гальванометра будет отклоняться то в одну сторону, то в другую – в зависимости от направления движения магнита. Это означает, что возникающий в катушке ток меняет свое направление. Такой ток называют переменным.

Электрический ток, периодически меняющийся со временем по модулю и направлению, называется переменным током.

Переменный электрический ток представляет собой электромагнитные вынужденные колебания. Переменный ток в отличие от постоянного имеет период, амплитуду и частоту.

Сила тока и напряжение меняются со временем по гармоническому закону, такой ток называется синусоидальным. В основном используется синусоидальный ток. Колебания тока можно наблюдать с помощью осциллографа.

Если напряжение на концах цепи будет меняться по гармоническому закону, то и напряженность внутри проводника будет так же меняться гармонически. Эти гармонические изменения напряженности поля, в свою очередь вызывают гармонические колебания упорядоченного движения свободных частиц и, следовательно, гармонические колебания силы тока. При изменении напряжения на концах цепи, в ней с очень большой скоростью распространяется электрическое поле. Сила переменного тока практически во всех сечениях проводника одинакова потому, что время распространения электромагнитного поля превышает период колебаний.

Рассмотрим процессы, происходящие в проводнике, включенном в цепь переменного тока. Сопротивление проводника, в котором происходит превращение электрической энергии во внутреннюю энергию, называют активным. При изменении напряжения на концах цепи по гармоническому закону, точно так же меняется напряженность электрического поля и в цепи появляется переменный ток.

При наличии такого сопротивления колебания силы тока и напряжения совпадают по фазе в любой момент времени.

𝒾 – мгновенное значение силы тока;

m– амплитудное значение силы тока.

– колебания напряжения на концах цепи.

Колебания ЭДС индукции определяются формулами:

При совпадении фазы колебаний силы тока и напряжения мгновенная мощность равна произведению мгновенных значений силы тока и напряжения. Среднее значение мощности равно половине произведения квадрата амплитуды силы тока и активного сопротивления.

Часто к параметрам и характеристикам переменного тока относят действующие значения. Напряжение, ток или ЭДС, которая действует в цепи в каждый момент времени – мгновенное значение (помечают строчными буквами – і, u, e). Однако оценивать переменный ток, совершенную им работу, создаваемое тепло сложно рассчитывать по мгновенному значению, так как оно постоянно меняется. Поэтому применяют действующее, которое характеризует силу постоянного тока, выделяющего за время прохождения по проводнику столько же тепла, сколько это делает переменный.

Действующее значение силы переменного тока равно силе такого постоянного тока, при котором в проводнике выделяется то же количество теплоты, что и при переменном токе за то же время.

Um – амплитудное значение напряжения.

Действующие значения силы тока и напряжения:

Электрическая аппаратура в цепях переменного тока показывает именно действующие значения измеряемых величин.

Конденсатор включенный в электрическую цепь оказывает сопротивление прохождению тока. Это сопротивление называют ёмкостным.

Величину ХC, обратную произведению циклической частоты на электрическую ёмкость конденсатора, называют ёмкостным сопротивлением.

Ёмкостное сопротивление не является постоянной величиной. Мы видим, что конденсатор оказывает бесконечно большое сопротивление постоянному току.

Если включить в электрическую цепь катушку индуктивности, то она будет влиять на прохождение тока в цепи, т.е. оказывать сопротивление току. Это можно объяснить явлением самоиндукции.

Величину ХL, равную произведению циклической частоты на индуктивность, называют индуктивным сопротивлением.

XL= ωL

Если частота равна нулю, то индуктивное сопротивление тоже равно нулю.

При увеличении напряжения в цепи переменного тока сила тока будет увеличиваться так же, как и при постоянном токе. В цепи переменного тока содержащем активное сопротивление, конденсатор и катушка индуктивности будет оказываться сопротивление току. Сопротивление оказывает и катушка индуктивности, и конденсатор, и резистор. При расчёте общего сопротивления всё это надо учитывать. Основываясь на этом закон Ома для переменного тока формулируется следующим образом: значение тока в цепи переменного тока прямо пропорционально напряжению в цепи и обратно пропорционально полному сопротивлению цепи.

Если цепь содержит активное сопротивление, катушку и конденсатор соединенные последовательно, то полное сопротивление равно

Закон Ома для электрической цепи переменного тока записывается имеет вид:

Преимущество применения переменного тока заключается в том, что он передаётся потребителю с меньшими потерями.

В электрической цепи постоянного тока зная напряжение на зажимах потребителя и протекающий ток можем легко определить потребляемую мощность, умножив величину тока на напряжение.   В цепи переменного тока мощность равна произведению напряжения на силу тока и на коэффициент мощности.

Мощность цепи переменного тока

P=IU cosφ

Величина cosφ – называется коэффициентом мощности

Коэффициент мощности показывает какая часть энергии преобразуется в другие виды. Коэффициент мощности находят с помощью фазометров. Уменьшение коэффициента мощности приводит к увеличению тепловых потерь. Для повышения коэффициента мощности электродвигателей параллельно им подключают конденсаторы. Конденсатор и катушка индуктивности в цепи переменного тока создают противоположные сдвиги фаз. При одновременном включении конденсатора и катушки индуктивности происходит взаимная компенсация сдвига фаз и повышение коэффициента мощности. Повышение коэффициента мощности является важной народнохозяйственной задачей.

Разбор типовых тренировочных заданий

1. Рамка вращается в однородном магнитном поле. ЭДС индукции, возникающая в рамке, изменяется по закону e=80 sin 25πt. Определите время одного оборота рамки.

Дано: e=80 sin 25πt.

Найти: T.

Решение:

Колебания ЭДС индукции в цепи переменного тока происходят по гармоническому закону

Согласно данным нашей задачи:

Время одного оборота, т.е. период связан с циклической частотой формулой:

Подставляем числовые данные:

Ответ: T = 0,08 c.

2. Чему равна амплитуда силы тока в цепи переменного тока частотой 50 Гц, содержащей последовательно соединенные активное сопротивление 1 кОм и конденсатор емкости С = 1 мкФ, если действующее значение напряжения сети, к которой подключен участок цепи, равно 220 В?

Дано:

ν=50 Гц,

R=1 кОм=1000 Ом,

C=1 мкФ=10-6 Ф,

U=220 В.

Найти: Im

Решение:

Напишем закон Ома для переменного тока:

I=U/Z

Для амплитудных значений силы тока и напряжения, мы можем записать Im=Um/Z?

Полное сопротивление цепи равно:

Подставляя числовые данные находим полное сопротивление Z≈3300 Ом. Так как действующее значение напряжения равно:

то после вычислений получаем Im ≈0,09 Ом.

Ответ: Im ≈0,09 Ом.

2. Установите соответствие между физической величиной и прибором для измерения.

 Физические величины

    Физические приборы

Сила тока

Омметр

Напряжение

Вольтметр

Сопротивление

Амперметр

Мощность

Ваттметр

Правильный ответ:

 Физические величины

    Физические приборы

Сила тока

Амперметр

Напряжение

Вольтметр

Сопротивление

Омметр

Мощность

Ваттметр

В чем разница между российскими вакцинами от COVID-19

Россия переживает очередную волну эпидемии коронавирусной инфекции. Власти и медики в один голос утверждают: только вакцинация способна остановить это несчастье. В России создано четыре препарата для профилактики COVID-19 — как по современным технологиям, так и по классическим, проверенным временем. Как они работают и чем отличаются — разобралась «Парламентская газета».

«Ужастики» пандемии

На 18 июня в стране выявлено свыше 17 тысяч новых заражений, что стало максимумом с начала февраля, следует из данных оперштаба. Больше всего заболевших в Москве — 9056 случаев, это абсолютный рекорд для столицы. Мэр Москвы Сергей Собянин в эфире Первого канала сообщил, что популяционный иммунитет в столице сократился до 25 процентов.  

В том, что локдаун в России грозит повториться с ещё большим размахом, во многом виновата инертность россиян, которые не спешат сделать прививки от коронавируса. «Для формирования коллективного иммунитета должно привиться 50-70 процентов населения. Пока же у нас вакцинировано порядка 13-14 процентов», — рассказал «Парламентской газете» заслуженный врач России сенатор Владимир Круглый.  

По его словам, многие люди отказываются от прививок из-за опасений и страхов, которые на самом деле ничем не обоснованы. Главный страх, который активно поддерживают антипрививочные движения, — что вакцины мало изучены и могут в будущем повлиять на важные функции организма, например, вызвать бесплодие или нарушения в нервной системе.

Такие «ужастики» ничем не обоснованы, утверждает Владимир Круглый. Он обратил внимание, что все российские вакцины созданы по уже известным технологиям: векторные и цельновирионные препараты давно используются в медицине для профилактики других болезней. «Если бы были какие-то опасные последствия, об этом все уже бы давно знали», — подчеркнул он.

«Поэтому нужно отбросить все сомнения и страхи и сделать прививку. Только так мы сможем остановить эпидемию», — резюмировал Владимир Круглый. Тем более, добавил он, в России есть четыре вакцины — они бесплатные, абсолютно доступны, доказали свою эффективность и безопасность.

«Парламентская газета» разъясняет, как работают российские вакцины, какова их эффективность и какие у них противопоказания и побочные эффекты.

«Спутник V» (Гам-КОВИД-Вак)

Разработчик: Научный центр им. Н.Ф. Гамалеи

Принцип действия. Векторная вакцина — разработана на платформе вектора аденовируса человека. Аденовирус давно известен и изучен, в обычном состоянии он вызывает респираторные заболевания. Вектор — это аденовирус, лишённый гена размножения, то есть для организма не представляет никакой угрозы. Вектор используют в качестве «курьера» — в него встраивают ген, который кодирует S-белок коронавируса. Этот элемент также безопасен для человека, но благодаря ему иммунная система учится распознавать опасную инфекцию и защищаться от неё, то есть вырабатывать антитела.

Аденовирусные векторы давно используются в медицине — уже более 50 лет. На их основе ранее были созданы вакцины против гриппа, вируса Эбола и других болезней.

Вакцина «Спутник V» — двухкомпонентная, в каждом компоненте использованы векторы разных видов аденовируса. Первая доза способствует выработке иммунитета. Вторая, которую вводят через 21 день, подстёгивает иммунный ответ, обеспечивая длительную устойчивость организма против коронавирусной инфекции.

Рекомендована для людей в возрасте от 18 до 60 лет.

Эффективность вакцины составляет 91,6 процента. Разработчики вакцины ожидают, что иммунитет будет сформирован на два года, но пока точных данных по этому вопросу нет. Результаты исследований вакцины прошли сравнительную международную оценку, данные опубликованы в журнале The Lancet.

Противопоказания: сверхчувствительность к компонентам вакцины, тяжёлые аллергические реакции в прошлом, острые заболевания, обострение хронических болезней, беременность и период лактации.

Побочные эффекты: озноб, общая слабость, температура, боль в мышцах и суставах, недомогание, гриппоподобное состояние, боль и отёчность в месте укола; реже — тошнота, несварение желудка, потеря аппетита, увеличение лимфоузлов. Риск серьёзных побочных эффектов один из самых низких — 0,27 процента. Аллергических реакций и анафилактического шока после введения вакцины не выявлено.

«Спутник Лайт»

Разработчик: Научный центр им. Н.Ф. Гамалеи

Принцип действия. Векторная однокомпонентная вакцина. По составу это первый компонент препарата «Спутник V», поэтому принцип её действия аналогичен. Но это не делает её альтернативой первой вакцине, отмечали в Минздраве. «Облегчённая» версия нужна, чтобы в сжатые сроки обеспечить коллективный иммунитет в пиковые моменты пандемии. Кроме того, в Минздраве полагают, что «Спутник Лайт» пригодится для ревакцинации и для вакцинации тех, кто переболел коронавирусом более полугода назад и у него уже снизился титр антител. Также в ведомстве считают, что эта версия вакцины подойдёт для иммунизации молодёжи.

В оборот эта вакцина выйдет через полторы недели, сообщил 17 июня министр здравоохранения Михаил Мурашко.

Рекомендована для людей в возрасте от 18 до 60 лет.

Эффективность вакцины составляет 79,5 процента. Разработчики утверждают, что она эффективна против всех новых штаммов коронавируса. Продолжительность защиты пока неизвестна.

Противопоказания: сверхчувствительность к компонентам вакцины, тяжёлые аллергические реакции в прошлом, острые заболевания, обострение хронических болезней, беременность и период лактации.

Побочные эффекты: озноб, гриппоподобное состояние, повышение температуры, общее недомогание, головная боль, боль в мышцах и суставах, болезненность и отёчность в месте инъекции; иногда — тошнота, снижение аппетита, увеличение лимфоузлов. Серьёзных побочных эффектов после введения препарата не зарегистрировано.

«ЭпиВакКорона»

Разработчик: Научный центр «Вектор»

Принцип действия. Вакцина на основе пептидных антигенов. Пептиды — искусственно синтезированные короткие фрагменты вирусных белков. Они способствуют выработке антител против наиболее значимых для жизненного цикла вируса белков, при этом не обременяют организм выработкой антител, которые играют меньшую роль в борьбе с болезнью. Вакцину вводят двукратно с интервалом в две-три недели.  

Рекомендована для людей в возрасте от 18 лет. Препарат прошёл успешные клинические испытания и разрешён для вакцинации пациентов старше 60 лет.

Иммунологическая эффективность вакцины, по результатам первых двух фаз клинических испытаний, составила 100 процентов. Продолжительность действия вакцины пока неизвестна.

Противопоказания: сверхчувствительность к компонентам вакцины, тяжёлые формы аллергических заболеваний, острые заболевания, обострение хронических болезней, беременность и период лактации, первичный иммунодефицит, онкология.

Побочные эффекты: кратковременное повышение температуры, боль в месте инъекции. Вакцина характеризуется ареактогенностью, то есть отсутствием побочных действий, вызывающих лихорадку и аллергические реакции.

«КовиВак»

Разработчик: Научный центр им. М.П. Чумакова

Принцип действия. Цельновирионная вакцина, то есть содержит целый вирус, а не его фрагмент. Но он деактивирован — вызвать инфекцию не способен, но позволяет вызвать иммунную реакцию и выработать антитела. Разработчики полагают, что вакцина будет действенна против всех штаммов коронавируса, но это требует исследований.

Препарат вводится два раза с интервалом в 14 дней. При этом пожилым людям может понадобиться третья доза, так как у них снижен иммунный ответ, заявил ранее директор Центра им. М.П. Чумакова Айдар Ишмухаметов. По его словам, точные рекомендации составят после завершения третьей фазы клинических испытаний.

Цельновирионные вакцины используются в медицине дольше других, это классическая технология. Все вакцины, которые применяются в России в рамках Национального календаря прививок, созданы именно по такой технологии.

Рекомендована для людей в возрасте от 18 лет.

Иммунологическая эффективность после введения второй дозы составляет 70 процентов, а к 21-му дню поднимается до 90 процентов, заявлял Айдар Ишмухаметов. Конкретные данные об эффективности вакцины пока не опубликованы.  Продолжительность действия пока неизвестна.

Противопоказания: тяжёлые аллергические реакции на вакцины в прошлом, беременность и период лактации, острые заболевания, обострение хронических заболеваний.

Побочные эффекты: боль в месте инъекции, повышение температуры, головная боль. Тяжёлых местных и системных реакций на вакцинацию не выявлено.

При подготовке материала использованы данные с сайтов стопкоронавирус.рф, sputnikvaccine.com, vector.nsc.ru, minzdrav.gov.ru, rospotrebnadzor.ru, ТАСС

Фаза и синусоида – испытание на шум и вибрацию

Назад к: Тестирование синусоиды

На предыдущем уроке мы узнали об измерениях частоты, периода и амплитуды синусоидальной волны. Фаза – это еще одно измерение волны, которое относится к точке, в которой волна находится в цикле. Он измеряется в градусах (0 ° -360 °) или радианах (0-2π) и обозначается греческим символом Phi (ϕ).

Рисунок 1.3. Различные точки в фазе синусоиды.

Сравнение синусоидальных волн

При испытаниях на вибрацию инженеров интересует не столько фаза отдельной волны, сколько разность фаз между синусоидальной волной и эталоном.Две синусоидальные волны находятся в противофазе, когда они не находятся в одной и той же точке цикла в одно и то же время.

Рисунок 1.4. Разность фаз между двумя синусоидальными волнами. Слева – разность фаз 90 °; справа – разница в 180 °.

«90 градусов не в фазе» означает, что когда одна волна находится на нуле, другая будет на пике (см. Рисунок 1.4.) Другими словами, когда зеленая волна находится на фазе 0 °, синяя волна находится на 90 °. .

«Смещение по фазе на 180 градусов» означает, что нулевые точки остаются неизменными, но когда один сигнал находится на пике (максимуме), другой – на минимуме (минимуме).Другими словами, когда зеленая волна находится в фазе 0 °, синяя волна находится в фазе 180 °.

Испытание на синусоидальную вибрацию

Теперь мы можем применять частоту, период, амплитуду и фазу к испытаниям на вибрацию. Когда на шейкере проводится синусоидальный тест с фиксированной частотой и амплитудой, шейкерная головка колеблется с постоянной частотой и амплитудой.

Пример

Допустим, мы поместили устройство для измерения положения на шейкерную головку и провели однотональный синусоидальный тест на частоте 1 Гц. График изменения положения устройства по отношению к исходному положению будет похож на рисунок 1.5. Встряхивающая головка выполнит один цикл в течение одной секунды. Точно так же, если мы проведем однотональный синусоидальный тест на частоте 500 Гц, шейкер выполнит 500 циклов за одну секунду.

Рисунок 1.5. Положение устройства по отношению к исходному положению во времени.

Что такое разность фаз в цепях переменного тока? Понятие фазы и разности фаз

Разница фаз определяется как задержка между двумя или более чередующимися величинами при достижении максимумов или пересечений нуля, приводящих к разнице в их фазах. Эта разница в двух волнах измеряется в градусах или радианах и также известна как сдвиг фазы .

Иногда это определяется как разница между двумя или более синусоидальными сигналами с учетом базовой оси. Он обозначается φ и соответствует смещению формы сигнала по горизонтальной оси от общей точки отсчета.

Мы подробно обсудим разность фаз цепей переменного тока позже, сначала давайте разберемся –

Что такое фаза?

Фаза переменных величин определяется в терминах смещения и периода времени. В терминах смещения фаза представляет собой угол от опорной точки, под которым вектор, представляющий переменную величину, перемещается до точки рассмотрения.

Чтобы понять это, взгляните на рисунок ниже:

На приведенном выше рисунке ось x является исходной осью, и в момент A фаза φ переменной величины равна 0 °, в то время как при смещении фаза той же величины в момент B представляет угол (в градусах или радианах). через которую прошел вектор с учетом той же оси отсчета i.е., ось абсцисс. Обычно фаза переменной величины варьируется от 0 до в рад, или от 0⁰ до 360⁰ .

Кроме того, с точки зрения периода времени, фаза в любой конкретный момент определяется как часть периода времени, через которую она продвигается по отношению к опорному моменту. Рассмотрим представление формы сигнала, приведенное ниже:

Здесь 0 рассматривается как эталонный момент, таким образом, фаза переменной величины в точке A равна T / 4, а в точке B – 3T / 4.

Концепция разности фаз в цепях переменного тока

Предположим, что сравнение двух переменных величин выполняется в соответствии с перекрытием их пиков и пересечением нуля.

Итак, когда пересечение пика и нуля переменных величин с одинаковой частотой совпадает, такие величины называются в фазе . Проще говоря, мы можем сказать, что, когда две переменные величины с одинаковой частотой достигают своих максимальных положительных, отрицательных и нулевых значений в один и тот же момент времени в течение одного полного цикла, независимо от их амплитуды, то считается, что такие величины имеют одинаковую фазу. .Это объяснение ясно показано на рисунке ниже:

И наоборот, когда пик и переход через нуль переменных величин с одинаковой частотой не совпадают, то говорят, что эти величины находятся на не в фазе относительно друг друга, и между ними существует определенная разница в фазе. Вкратце, мы можем сказать, что когда две переменные величины одной и той же частоты достигают своих положительных и отрицательных пиков и нулевых значений в разные моменты времени за один полный цикл, учитывая одну и ту же опорную ось, то между ними существует разность фаз.Противофазное соотношение между двумя переменными величинами четко показано на рисунке ниже:

Уравнение для разности фаз

Общее уравнение переменных величин имеет вид:

: φ представляет фазу переменной величины,

A м – амплитуда формы волны,

ωt представляет собой угловую частоту сигнала.

Здесь φ может быть как положительным, так и отрицательным .

Теперь возникает вопрос, когда φ положительный, а когда отрицательный?

Прежде чем понимать положительный и отрицательный сдвиги фаз, необходимо понять условие нулевой разности фаз.

Итак, когда фаза переменной величины равна 0, то мгновенное значение синусоидальной величины находится в момент t = 0, который считается опорным. На приведенном ниже рисунке указано φ = 0⁰.

Положительный фазовый сдвиг : Когда переменная величина начинается до t = 0, которая рассматривается как эталон, тогда положительный наклон переменной величины смещается влево, тем самым пересекая горизонтальную ось перед эталоном.Таким образом, в таком случае φ> 0 и угол будет иметь положительный характер. Это приводит к опережающему фазовому углу.

Это можно сказать наоборот, поскольку в случае положительной фазы переменная величина имеет некоторое положительное мгновенное значение при t = 0. Это ясно показано ниже:

На приведенном ниже рисунке один – это форма волны напряжения, которая начинается до контрольной точки, а другая – это форма волны, которая точно начинается при t = 0, т. Е. Контрольная.Обычно в чисто индуктивной цепи напряжение опережает ток .

Здесь ток отстает от напряжения на угол φ.

Отрицательный сдвиг фазы : Когда переменная величина начинается после t = 0, то есть контрольной точки, тогда ее положительный наклон смещается вправо и, таким образом, пересекает горизонтальную ось после контрольной точки. Следовательно, здесь φ <0, и угол будет иметь отрицательный характер. Когда фазовый угол отрицательный, он представляет собой запаздывающий фазовый угол.

Для отрицательной фазы переменная величина имеет некоторое отрицательное мгновенное значение при t = 0, как показано здесь:

На приведенном ниже рисунке показаны формы сигналов тока и напряжения, и ясно показано, что форма сигнала напряжения начинается после опорного сигнала, а форма сигнала тока начинается точно от опорного значения. Как правило, в чисто емкостных цепях ток опережает напряжение .

Здесь напряжение отстает от тока на угол φ.

Взаимосвязь между синусоидальными формами сигналов напряжения и тока очень важна при работе с цепями переменного тока, поскольку они составляют основу анализа цепей переменного тока.

Фазовый угол – Измерение и подробное объяснение

Периодическая волна – это волна, смещение которой имеет периодические изменения со временем или расстоянием, или даже с обоими. Непрерывный повторяющийся узор этой волны помогает определить ее частоту, период и амплитуду. Фазовый угол – одна из важнейших характеристик периодической волны.По многим свойствам он похож на фазу. Периодическая волна угловой составляющей известна как фазовый угол. Это сложная величина, измеряемая в угловых единицах, таких как радианы или градусы. Представление любой чисто периодической волны таково.

A∠θ

Где A – величина, а θ – фазовый угол волны.

Разность фаз

В случае синусоидальной волны разность фаз относится к временному интервалу, на который одна волна отстает от формы волны или опережает ее. Следовательно, это относительное свойство более чем одной формы сигнала. Он представлен греческой буквой «ɸ». В любой форме сигнала полная фаза составляет 360 градусов или 2π радиан. Опережающая фаза означает, что волна опережает другую с той же частотой. Определения двух важных терминов в этом понятии следующие.

Фазовая квадратура: две волны считаются находящимися в квадратуре фаз, если их разность фаз составляет 90 градусов (положительная или отрицательная).

Противостояние фаз: Если разность фаз между двумя волнами одной и той же частоты составляет 180 градусов (положительная или отрицательная), то они находятся в противофазе друг с другом.

Формула фазового угла и ее связь с разностью фаз

Уравнение разности фаз синусоидальной волны с использованием максимальной амплитуды и напряжения составляет

A (t) = Amax X sin (ωt ɸ)

Где Amax – амплитуда синусоидальной волны ωt представляет угловую скорость, а ɸ представляет собой фазовый угол.

Если ɸ> 0, то волна имеет положительную фазу фазового угла. Аналогично, если ɸ <0, то волна имеет отрицательную фазу фазового угла.

Измерение фазового угла

Рассмотрим периодическую волну. Согласно определению фазового угла, это не что иное, как угловая составляющая периодической волны. Вы можете измерить его стоимость, выполнив следующие шаги.

  • Чтобы измерить фазовый угол, мы должны измерить количество единиц углового измерения между точкой на волне и опорной точкой. Важно отметить, что контрольная точка может присутствовать на той же или другой волне.

  • Проекция вектора вращения диаграммы Аргана на действительную ось является опорной точкой.

  • Фазовый угол точки – это значение точки на абсциссе относительно точки на волне.

Как правило, мы можем построить волну в любой стандартной системе координат. В электронике также играет решающую роль фазовый угол из-за наличия различных синусоидальных волн и напряжения. В электронике фазовый угол относится к запаздыванию или опережению числа электрических градусов между формами волны напряжения и тока в цепи.

Зависимость фазы напряжения и тока от резонансной цепи

Резонансная цепь широко известна как цепь RLC, которая состоит из резистора, катушки индуктивности и конденсатора. Объяснение поведения напряжения и тока цепи RLC по отношению к фазе следующее.

Резистор: напряжение и ток в одной фазе в резисторе. Следовательно, разность фаз между этими величинами в резисторе равна нулю.

Конденсатор: ток и напряжение в конденсаторе не находятся в одной фазе друг с другом.В этом оборудовании ток опережает напряжение на 90 градусов. Следовательно, разность фаз между ними составляет 90 градусов в конденсаторе.

Катушка индуктивности: Напряжение и ток в катушке индуктивности тоже не совпадают по фазе друг с другом. В этом устройстве напряжение опережает ток на 90 градусов. Следовательно, разность фаз между напряжением и током в катушке индуктивности составляет 90 градусов. Эта природа противоположна конденсатору.

(изображение будет скоро загружено)

На изображении выше показана разность фаз между напряжением и током в катушке индуктивности.Здесь напряжение опережает ток, как показано выше.

Формы синусоидальной волны в фазе

Две чередующиеся волны синфазны друг с другом, когда их разность фаз равна нулю. Это возможно, если обе волны имеют одинаковую частоту и одинаковую фазу. Важно отметить, что амплитуда двух синфазных сигналов может отличаться. В этих типах сигналов запаздывание длин волн представляет собой целое число, например 0, 1, 2, 3… и т. Д.

(изображение будет загружено в ближайшее время)

На изображении выше показаны два разных сигнала с одинаковой частотой, но разными амплитудами. .

Расчет фазового угла, время задержки, частота, расчет фазового сдвига, временной сдвиг между разностью напряжений, время прихода, ITD-осциллограф, измерение двух сигналов, формула, угол, текущее напряжение, phi, фазовый сдвиг, временная разность. прибытие осциллограф ITD измерение двух сигналов формула угол текущее напряжение фазовый сдвиг разница во времени – sengpielaudio Sengpiel Berlin





Вопрос: Какова формула фазы синусоидальной волны?
Нет фазы синусоиды.Синусоидальная волна не имеет фазы.
Фаза может развиваться только между двумя синусоидальными волнами.

Две синусоидальные волны взаимно сдвигаются по фазе, если моменты времени
его нулевые отрывки не совпадают.

Слово фаза имеет четкое определение для двух чистых бегущих синусоидальных волн переменного тока,
но не для музыкальных сигналов.
Все эквалайзеры сдвигают фазу вместе с частотой. Без всяких
с фиксированной точкой «смещение» (смещение) невозможно.
Особые приемы: 90 ° фильтр с двумя универсальными фильтрами. Фазы всегда равны разности фаз .

Реверс полярности (pol-rev) никогда не бывает сдвиг фазы на оси времени t .

Синусоидальные сигналы одинаковой частоты могут иметь разность фаз.

Если есть фазовый сдвиг (разность фаз) или фазовая задержка угла фазы φ
(Греческая буква Phi) в градусах должно быть указано чистых сигналов
(синусоидальные волны).Таким образом, например, фазовый сдвиг может быть между двумя стерео
канальные сигналы слева и справа, между входным и выходным сигналом, между напряжением и
ток, или между звуковым давлением p и скоростью частиц воздуха v .

Что такое на самом деле амплитуда?


Один полный цикл волны связан с «угловым» смещением на
2 π радиан.

Фаза φ – угол участка сигнала, он указывается в угловых градусах и
предоставляет ссылку на опорное значение всего сигнала. Для периодических сигналов –
общий фазовый угол 360 градусов и период, равный длительности периода.
Типичный вопрос: каковы частота и фазовый угол синусоидального сигнала?
Может ли “один” сигнал действительно иметь фазу?
Две «синфазные» волны имеют фазу (угол) φ = 0 градусов.
Если частота = 0 Гц, то переменного напряжения нет – это просто постоянное напряжение. Тогда не будет
фазовый угол присутствует.

Какое отношение время задержки имеет к фазовому углу?

Разница во времени (длительность) звука на метр

Влияние температуры на разницу во времени Δ t
Зависимость скорости звука только от температуры воздуха

Температура
воздуха, ° C
Скорость звука
c м / с
Время на 1 м
Δ t в мс / м
+40 354. 9 2,818
+35 352,0 2,840
+30 349,1 2,864
+25 346,2 2,888
+20 343,2 2,912
+15 340,3 2,937
+10 337.3 2,963
+5 334,3 2,990
± 0 331,3 3,017
−5 328,2 3,044
−10 325,2 3,073
−15 322,0 3,103
−20 318. 8 3,134
−25 315,7 3,165


Звукорежиссеры обычно руководствуются практическим правилом:
Для расстояния
r = 1 м звук требует около t = 3 мс в воздухе.
Δ t = r / c и r = Δ t × c = 343 м / с при 20 ° C.

Для фиксированной задержки времени Δ t = 0,5 мс получаем
следующий фазовый сдвиг φ ° (град) сигнала:
Разность фаз
φ ° (град.)
Разность фаз
φ Bogen (рад)
Частота
f
Длина волны
λ = c / f
360 ° 2 π = 6. 283185307 2000 Гц 0,171 м
180 ° π = 3,141592654 1000 Гц 0,343 м
90 ° π /2 = 1,5 70796327 500 Гц 0,686 м
45 ° π /4 = 0,785398163 250 Гц 1.372 м
22,5 ° π /8 = 0,392699081 125 Гц 2.744 м
11,25 ° π /16 = 0,196349540 62,5 Гц 5,488 м

Преобразование: радианы в градусы и наоборот

Фазовый угол: φ ° = 360 × f × Δ t Для стереофонии на основе времени Δ t = a × sin α / c
Частота f = φ ° / 360 × Δ t

Фазовый угол (град. ) φ = задержка по времени Δ t × частота f × 360
Если принять разницу во времени Δ t = длина пути5 a 9024 / скорость звука c , тогда получаем
Разность фаз φ ° = длина пути a × частота f × 360 / скорость звука c

Введите два значения , будет вычислено третье значение

Дополнительная помощь: Время, частота, фаза и задержка

Автор Lord Rayleigh (Джон Уильям Стратт, 3-й лорд Рэлей, 1907 г.) была показана дуплексная теория
.Эта теория способствует пониманию процедуры «естественного
». слух »с людьми. Это очень простое осознание того, что межуральное время прибытия
различия ITD важны на частотах ниже 800 Гц как разности фаз
с направление локализации как ушные сигналы , а на частотах выше 1600 Гц
эффективны только межуровневые различия ILD.
Между ушами максимальная задержка равна 0.63 мс. Фазовые различия для
индивидуальные частоты могут быть рассчитаны.

Схема фазовращателя для фазовых углов от φ = 0 до 180

Векторы напряжения фазовращателя

Для R = 0 Ом составляет В ВЫХ = В ВХОД . Выход не должен быть нагружен низким импедансом.

Вы можете сдвигать отдельные чистые частоты (синусоидальные волны),
но это невозможно с такой схемой для музыкальных программ.

Два синусоидальных напряжения со сдвигом по фазе: φ = 45 °

Условия для передачи без искажений
От Шопса – Йорг Вуттке: “Mikrofonbuch” – Глава 7


В то время как потребность в постоянной частотной характеристике очевидна, для «линейной» фазы скорее требуется
объяснение.
Есть инженеры, которые ожидают, что идеальная фаза будет такой же постоянной, как и амплитудная характеристика.
Это неправда. Первоначально фаза начинается с 0 °, потому что самая низкая частота заканчивается на 0 Гц, на
ОКРУГ КОЛУМБИЯ. (Между напряжениями постоянного тока отсутствует фазовый угол).
В процессе на данной частоте фазовый угол не имеет значения, если фазовый угол равен
только в два раза больше в случае двойной частоты и в три раза больше в случае трех экземпляров и т. д.

Предоставлено David Moulton Laboratories
(О гребенчатой ​​фильтрации, фазовом сдвиге и обращении полярности)


Электронный эквивалент потока сигнала и его отложенной итерации, рекомбинированный в
единый сигнал.В случае, который мы будем рассматривать, линия задержки имеет задержку в 1 миллисекунду,
уровни исходного и задержанного сигналов, поступающих в микшер, равны, и
сигнал представляет собой синусоидальную волну с частотой 1 кГц.


Синусоидальная волна 1500 Гц. частота (период T = 0,667 мс) и ее задержка
итерация с задержкой 1 мс. Результирующий смешанный сигнал будет сигналом без номера
. амплитуда, либо полное гашение сигнала.



Фазовый сдвиг для любой частоты с задержкой в ​​1 миллисекунду. Диагональная линия
представляет возрастающий фазовый сдвиг как функцию частоты. Обратите внимание, что мы можем
Считайте, что 540 – это то же самое, что 180.

Time, Phase, Frequency, Delay – Учебное пособие по теории звуковых сигналов

Реверс полярности нет Фазовый сдвиг из 180 (временная задержка)

(phi) = сдвиг фазы, сдвиг фазы, разность фаз, сдвиг фазы,
фазовая задержка, фазовый угол часто неверно используются как: pol-rev = изменение полярности.

Полярность и фаза часто используются так, как будто они означают одно и то же. Они не.
«Кнопка реверса фазы» не меняет фазу. Это меняет полярность.

Изменение полярности без сдвига фаз.
Изменение полярности (или Pol-Rev) – это термин, который часто путают с фазой Ø (phi)
но не включает фазового сдвига или временной задержки. Изменение полярности происходит всякий раз, когда мы
«менять знак» значений амплитуды сигнала.В аналоговой сфере это
можно сделать с инвертирующим усилителем, трансформатором или в симметричной линии по
простое переключение соединений между контактами 2 и 3 (штекер XLR) на одном конце
кабель. В цифровой сфере это делается простой заменой всех плюсов на
минусы и наоборот в потоке данных аудиосигнала.

Два пилообразных колебаний

вверху: исходный сигнал a / b (зубьевидный зуб)

посередине: сигнал со сдвигом фазы 180
как T / 2 пилообразный сигнал со сдвигом во времени

внизу: сигнал b / a- с обратной (инвертированной) полярностью ,
зеркально отражено на оси времени

Очевидно, что обратная полярность не может быть такой же, как не совпадает по фазе.

Речь идет о широко обсуждаемой теме: «Фазовый сдвиг против инвертирования сигнала» и «фаза
». сдвиг в зависимости от временного сдвига сигнала ». Термин фазовый сдвиг предположительно определен только для
одночастотные синусоидальные сигналы и угол сдвига фаз явно задан только для
синусоидальные величины.

Типичная кнопка Ø (phi) – только переключатель полярности
Абсолютно отсутствует фазовый сдвиг



Примечание. Время, частота и фаза тесно связаны.
Высота амплитуды не влияет на эти параметры.

Угловая частота равна ω = 2 π × f

Дано уравнение: y = 50 sin (5000 t)
Определите частоту и амплитуду.
Ответ: Амплитуда 50 и ω = 5000.
Итак, частота f = 1/ T = ω /2 π = 795.77 Гц.

Чтобы использовать калькулятор, просто введите значение.
Калькулятор работает в обоих направлениях знака .


Фазовый угол – обзор

1 Высокочувствительный емкостный метод определения накопления заряда в RT-диодах

Структуры AlGaAs / GaAs, использованные для исследований емкости, были аналогичны тем, которые обсуждались в предыдущем разделе.Барьеры из AlAs имели толщину 30 Å, а лунки 380 Å изменялись от x = 0 в центре до x = 0,3 на краях. Характеристика I В обнаруживает четыре резонанса в диапазоне смещения 0 В ≤ V ≤ 0,5 В. Самый низкий резонанс, то есть для туннелирования электронов в основное состояние параболической ямы, называется n = 0 резонанса.

Измерение зависимости емкости от напряжения при 4,2 К RT-структуры с параболической ямой показано на рис.5а. Кривая емкости имеет четкую характеристику при напряжениях, которые соответствуют резонансу n = 1 и n = 2. Особенно в резонансе n = 2 наблюдается сильный пик емкости. Это результат накопления заряда в скважине во время RT. Это накопление максимально на пиках характеристики I V . Подробные исследования ясно показывают, что пик на кривой C V при 0,34 В происходит перед пиком характеристик I V в области положительной дифференциальной проводимости.

Рис. 4. Схематическое изображение диаграммы зоны проводимости резонансной туннельной структуры с параболической ямой. Два процесса туннелирования, упругий (сохранение энергии) и неупругий (релаксация энергии электрона в яме) показаны стрелками.

Рис. 5. (a) Вольт-фарадная характеристика резонансно-туннельной структуры с параболической ямой при T = 4,2 К. Плечо и пик наблюдаются при резонансе n = 1 и n = 2 соответственно. , (б) Фазовый угол измерения емкости, измеренной на частоте 10 МГц.

Фазовый угол между током и напряжением во время измерения показан на рис. 5b. На вставке показана модель эквивалентной схемы структуры RT (Brown et al. , 1989). Последовательное сопротивление R s получается из измерения импеданса для 100 Гц ≤ f ≤ 15 МГц. R s (см. Рис. 5b) затем получается из наилучшего соответствия между измеренным и расчетным импедансом. Последовательное сопротивление R s определено равным 80 Ом.Вблизи пика характеристики I V , величина (параллельного) двойного барьерного динамического сопротивления, R p , (( dI / dV ) – 1 ), относительно невелик. Чтобы измерить параллельный конденсатор, C , общий импеданс конструкции должен определяться конденсатором, то есть R s R p и R p ≫ ( ωC p ) – 1 , т. е.е., когда фазовый угол близок к 90 °. В качестве примера, мы оцениваем дифференциальное сопротивление на пике n = 1 и n = 2 и получаем R p = 150 кОм и 20 кОм соответственно. При C = 6 пФ и f = 10 МГц мы получаем реактивное сопротивление 2600 Ом. При R s = 80 Ом предыдущие неравенства выполняются. * Более того, фазовый угол ≈ 90 °, полученный для малых напряжений, показывает, что ток утечки невелик.

Емкость системы определяется как C = d Q / dV , где Q – это заряд, а В – приложенное напряжение. Заряд резонансной туннельной структуры определяется либо положительным зарядом донора на стороне анода, либо отрицательным зарядом накопления на стороне катода плюс отрицательный заряд в яме. Общая емкость тогда определяется как C t = Σ dQ / dV , где Σ dQ – это сумма заряда аккумулирующего слоя и заряда в скважине. Для малых плотностей заряда в скважине (по сравнению с зарядом накопления) общую емкость на единицу площади можно записать как

(1) Ct = dQacdV + dQQWdV≅CacV + ΔCV,

где Q ac и Q qw – это заряд на единицу площади в слое накопления и квантовой яме, соответственно. Уравнение показывает, что любое небольшое отклонение емкости Δ C ( В, ) от емкости C ac ( В, ) может быть отнесено на счет заряда в скважине.Емкость C, , , переменный ток, ( В, ) – это емкость конструкции при отсутствии накопления заряда в скважине. Эффекты накопления заряда в скважине наблюдаются на емкостных кривых, когда смещение превышает В 0 (см. Рис. 6). Дополнительный заряд, накопленный в скважине при увеличении смещения с В 0 до В , может быть получен из уравнения. (1):

Рис. 6. Зависимость емкости от напряжения в окрестности резонанса n = 1 (а) и n = 2 (б). Максимальные плотности заряда составляют 2,2 × 10 8 см – 2 и 5,0 × 10 9 см – 2 для резонанса n = 1 и n = 2 соответственно.

(2) nwV − nwV0 = ∫V0VΔCdV.

При смещении В 0 заряд в яме относительно мал по сравнению с зарядом в яме на пике резонанса. Обратите внимание, что несоответствие заряда в дальнем резонансе и в резонансе указывается большой разницей в токе при В, = В, , 0 и напряжении, соответствующем пику.Относительная погрешность определения заряда согласно формуле. Коэффициент (2) оценивается как ≤ 2 и определяется зарядом в скважине при В 0 , то есть В Вт ( В 0 ). По нашим оценкам, чувствительность метода находится в диапазоне 10 8 см – 2 . Далее мы предполагаем, что n w ( F 0 ) равны нулю.

Измеренная вольт-фарадная кривая резонансно-туннельной структуры в окрестности резонансов представлена ​​на рис. 6а и б для резонанса n = 1 и n = 2 соответственно. Максимальная плотность заряда, как определено по формуле. (2) составляет n w = 2,2 × 10 8 см – 2 .

При дальнейшем увеличении напряжения (> 0,2 В) емкость быстро падает, указывая на уменьшение плотности заряда в параболической яме. Отклонения емкости достаточно симметричны относительно базовой емкости ( C ac ( В )), показанной пунктирной линией на рис.6а, что указывает на то, что вне резонанса яма опустошается.

Вольт-фарадная характеристика в окрестности резонанса n = 2 показана на рис. 6б. На токовом резонансе наблюдается четко выраженный пик емкости. Максимальная плотность носителей в скважине получается как n w = 5,0 × 10 9 см – 2 . Плотность заряда примерно в 20 раз больше, чем в резонансе n = 1.

Эволюция плотности носителей при приложенном напряжении показана на рис. 7 для резонансов n = 1 и n = 2. Для резонанса n = 1 колодец опорожняется при напряжениях, превышающих резонансное напряжение. Плотность заряда не приближается к нулю для резонанса n = 2. Этот остаточный заряд в скважине вызван сохраняющейся большой плотностью тока для напряжений выше, чем пик тока n = 2.

Фиг.7. Измерена эволюция плотности заряда в зависимости от напряжения в скважине для резонансов n = 1 и n = 2.

Процесс туннелирования макроскопически проявляется как ток через структуру. Используя аргумент простого уравнения скорости, установившийся ток RT может быть записан как

(3) j = enwτ,

, где скорость туннелирования электронов из скважины определяется как

(4) 1τn = EnhTn,

, где E n – энергия нижней части n -го поддиапазона, а T n – соответствующая вероятность туннелирования через выходной барьер.

Большая разница между плотностями накопленных зарядов на двух резонансах ( n 2 / n 1 ~ 20) дает прямую информацию о природе процесса туннелирования. Напомним, что когда ширина распределения падающих электронов (т. Е. Квазифермиевская энергия в эмиттере) намного больше, чем ширина резонанса, плотность тока определяется не общим резонансным пропусканием, а пропусканием через барьер эмиттера ( я.е., барьер с меньшей вероятностью передачи), как показали Weil и Vinter (1987). Таким образом, если процесс туннелирования через двойной барьер не включает изменения энергии носителя (рис. 4), туннельный ток будет экспоненциально увеличиваться с увеличением энергии, а время жизни будет экспоненциально уменьшаться. Следовательно, произведение n w = останется почти постоянным, независимо от квантового числа n . Это прямо контрастирует с нашими экспериментами, которые однозначно дают n 2 n 1 . Следовательно, эти данные должны означать, что электроны туннелируют неупруго через двойной барьер.

Более подробную информацию о процессе релаксации энергии в скважине и динамике туннелирования можно получить, объединив данные плотности тока с измерениями n w . Среднее время жизни в скважине τ может быть определено из измеренной пиковой плотности тока j и плотности заряда n w в скважине, используя уравнение. (3). Поразительным результатом этой оценки является то, что среднее время жизни приблизительно постоянно, независимо от квантового числа n .Фактически, из пика j и n w из n = 1 и n = 2 резонанса ( j 1 = 5,7 × 10 – 3 А / см 2 , j 2 = 6,8 × 10 – 2 А / см 2 , n w, 1 = 2,2 × 10 8 см – 2 и n w, 2 = 5,0 × 10 9 см – 2 ), получаем τ , = 6,2 нс и τ 2 = 11. 8 нс. Два раза τ 1 и τ 2 согласуются с точностью до двух раз. Это несоответствие несущественно и ожидается с учетом неопределенности (≃ n w ( V 0 )) в определении плотностей заряда и возможного наличия альтернативных путей утечки тока. Этот результат демонстрирует, что скорость ухода не зависит от энергии электронов и является убедительным доказательством того, что электроны туннелируют из самой нижней подзоны после рассеяния и релаксации энергии в яме (рис.4). Это можно просто понять, заметив, что скорость рассеяния τ – 1 ph (~ 10 13 s – 1 ) испусканием оптических фононов (поглощение пренебрежимо мало при температурах наших экспериментов) составляет порядка магнитудой более 1/ τ 1 , 1/ τ 2 .

Интересно отметить, что время туннельного ухода τ из подзоны основного состояния, рассчитанное по формуле. (4), на порядок больше, чем экспериментальные τ ’s.Это несоответствие можно понять с точки зрения неизбежной шероховатости интерфейса, присутствующей в слоях, выращенных методом молекулярно-лучевой эпитаксии, как недавно показали Лео и Макдональд (1990).

Волны с нулевым фазовым сдвигом: конструктивная интерференция двух волн.

Контекст 1

… Если волны имеют свои максимумы одновременно, интерференция называется конструктивной, и генерируемая волна усиливается (амплитуды волн суммируются, рисунок 6). • В случае, когда одна волна проходит через максимум, а другая – через минимум, интерференция называется деструктивной, и результирующая волна равна нулю, если две волны имеют одинаковую амплитуду (рисунок 7)….

Контекст 2

… цвет образцов, полученных при одинаковом потенциале ячейки, может изменяться в зависимости от отделки поверхности. Это действительно так для образцов, анодированных при 90 В и наблюдаемых в зеркальном направлении, образец с Ra = 1,9 мкм показывает розовый цвет по сравнению с синим цветом для образца с более низким Ra (0,33 мкм) и зеленым цветом. при дальнейшем уменьшении Ra, как показано на Фигуре 56. Обработка поверхности и, следовательно, шероховатость Ra, по-видимому, играют важную роль в цвете образца….

Контекст 3

… максимальный потенциал, достигаемый при анодировании, называется “потенциалом ячейки”. Экспериментальная установка, используемая в GFL, показана на рисунке 60. Генератор «Micronics systems Microlab типа MX200-100» подает постоянный ток, потенциал которого может достигать 200 В. …

Контекст 4

.. На протравленных образцах обнаружены атомы фтора. Они также сообщили об изменении микроструктуры протравленных образцов с помощью сканирующей электронной микроскопии (SEM), как показано на рисунке 65.После травления микроструктура эволюционировала от микроструктурирования до наноструктурирования. …

Контекст 5

… Топография поверхности всех серий образцов была исследована тремя методами, с использованием интерферометрии синего света (Sensofar Plm 2300 от Terrassa) со сканированной поверхностью 255 × 191 мкм², с помощью SEM (Philips XL 30 ESEM, FEI Electron Optics) с максимальным увеличением x100000 и AFM (исследование MFP-3D Asylum) с размером сканирования 1 × 1 мкм². Эти результаты представлены на Рисунке 66.Было доказано, что время травления оказывает большое влияние на структуру титановых дисков, если время травления превышает 90 секунд. …

Контекст 6

… и др. с помощью масс-спектроскопии вторичных ионов (SIMS) также измеряли проникновение элементов O, F и H в металлический слой в зависимости от времени травления. Чем больше время травления, тем глубже проникает фтор, как показано на Рисунке 67. Гидрид (H +) смог проникнуть глубже в структуру поверхности, чем фторид (F-) и оксид (O 2-)….

Контекст 7

… Такаши и др. показали [85], что исходный размер зерна влияет на блеск после травления (см. рис. 68). С одной стороны, при крупном исходном размере зерна блеск после травления почти такой же, как и до травления; это можно объяснить тем, что неровности, образующиеся на зернах при травлении, имеют такой же размер, как и исходные неровности поверхности (из-за исходной шероховатости).

Контекст 8

… Процесс травления, таким образом, изменил в данном случае глянцевитость образцов. На рисунке 68 также показано, что глянцевитость Gs45 после травления выше при высокой концентрации HNO3 (100 г / л) и ниже, когда концентрация HNO3 ниже (20 г / л). …

Контекст 9

… СЭМ-изображения представлены для различных увеличений в Приложении D. На рисунке 71 представлено изображение образца, высушенного на воздухе после травления. Плотность частиц выше, чем у протравленного образца, представленного на рисунке 69.Этот образец используется только для иллюстрации присутствия частиц в более жестких условиях. …

Контекст 10

… результаты представлены на рисунке 75 для эталонного нетравленого образца и на рисунке 76 для протравленного образца. Что касается нетравленого образца 10 В, мы наблюдаем, что для нетравленного образца 90 В исходная модель дает значения коэффициента отражения выше, чем экспериментальные данные.

Context 11

… оксидный слой был настроен на 150 нм, а показатели преломления í µí ± ›í µí ± ‡ í µí ± – и í µí ±› í µí ± ‡ í µí ± – í µí ± ‚2 взяты из [72] (см. рис. 85).Смоделированный спектр неполяризованного отражения представлен на рисунке 86. …

Контекст 12

… Рисунок 96, можно увидеть, что спектр отражения достигает экстремума на немного разных длинах волн для TE, TM и неполяризованный свет. Поскольку коэффициент отражения анодированных титановых образцов обычно измеряется неполяризованным светом, интересно изучить влияние смещения экстремумов для неполяризованного света на оценку толщины оксидного слоя….

Контекст 13

… рассмотрим неполяризованный спектр на рисунке 86, из которого мы извлекаем положения экстремумов. Скорректированные уравнения (62) затем применяются для вычисления значения толщины. …

Контекст 14

… Если волны имеют свои максимумы одновременно, интерференция называется конструктивной, а генерируемая волна усиливается (амплитуды волн суммируются, рисунок 6). • В случае, когда одна волна проходит через максимум, а другая – через минимум, интерференция называется деструктивной, и результирующая волна равна нулю, если две волны имеют одинаковую амплитуду (рисунок 7)….

Контекст 15

… цвет образцов, полученных при одинаковом потенциале ячейки, может меняться в зависимости от отделки поверхности. Это действительно так для образцов, анодированных при 90 В и наблюдаемых в зеркальном направлении, образец с Ra = 1,9 мкм показывает розовый цвет по сравнению с синим цветом для образца с более низким Ra (0,33 мкм) и зеленым цветом. при дальнейшем уменьшении Ra, как показано на Фигуре 56. Обработка поверхности и, следовательно, шероховатость Ra, по-видимому, играют важную роль в цвете образца….

Контекст 16

… максимальный потенциал, достигаемый при анодировании, называется “потенциалом ячейки”. Экспериментальная установка, используемая в GFL, показана на рисунке 60. Генератор «Micronics systems Microlab типа MX200-100» подает постоянный ток, потенциал которого может достигать 200 В.

Контекст 17

.. На протравленных образцах обнаружены атомы фтора. Они также сообщили об изменении микроструктуры протравленных образцов с помощью сканирующей электронной микроскопии (SEM), как показано на рисунке 65.После травления микроструктура эволюционировала от микроструктурирования до наноструктурирования. …

Контекст 18

… Топография поверхности всех серий образцов была исследована тремя методами, с использованием интерферометрии синего света (Sensofar Plm 2300 от Terrassa) со сканированной поверхностью 255 × 191 мкм², с помощью SEM (Philips XL 30 ESEM, FEI Electron Optics) с максимальным увеличением x100000 и AFM (исследование MFP-3D Asylum) с размером сканирования 1 × 1 мкм². Эти результаты представлены на Рисунке 66.Было доказано, что время травления оказывает большое влияние на структуру титановых дисков, если время травления превышает 90 секунд. …

Контекст 19

. .. и др. с помощью масс-спектроскопии вторичных ионов (SIMS) также измеряли проникновение элементов O, F и H в металлический слой в зависимости от времени травления. Чем больше время травления, тем глубже проникает фтор, как показано на Рисунке 67. Гидрид (H +) смог проникнуть глубже в структуру поверхности, чем фторид (F-) и оксид (O 2-)….

Контекст 20

… Такаши и др. показали [85], что исходный размер зерна влияет на блеск после травления (см. рис. 68). С одной стороны, при крупном исходном размере зерна блеск после травления почти такой же, как и до травления; это можно объяснить тем, что неровности, образующиеся на зернах при травлении, имеют такой же размер, как и исходные неровности поверхности (из-за исходной шероховатости). …

Контекст 21

… Процесс травления, таким образом, изменил в данном случае глянцевитость образцов. На рисунке 68 также показано, что глянцевитость Gs45 после травления выше при высокой концентрации HNO3 (100 г / л) и ниже, когда концентрация HNO3 ниже (20 г / л).

Контекст 22

… СЭМ-изображения представлены для различных увеличений в Приложении D. На рисунке 71 представлено изображение образца, высушенного на воздухе после травления. Плотность частиц выше, чем у протравленного образца, представленного на рисунке 69.Этот образец используется только для иллюстрации присутствия частиц в более жестких условиях. …

Контекст 23

… результаты представлены на Рисунке 75 для эталонного нетравленого образца и на Рисунке 76 для протравленного образца. Что касается нетравленого образца 10 В, мы наблюдаем, что для нетравленного образца 90 В исходная модель дает значения коэффициента отражения выше, чем экспериментальные данные. …

Context 24

… оксидный слой был установлен на 150 нм, а показатели преломления í µí ± ›í µí ± ‡ í µí ± – и í µí ±› í µí ± ‡ í µí ± – í µí ± ‚2 взяты из [72] (см. рис. 85).Смоделированный спектр неполяризованного отражения представлен на рисунке 86. …

Контекст 25

… Рисунок 96, можно увидеть, что спектр отражения достигает экстремума на немного разных длинах волн для TE, TM и неполяризованный свет. Поскольку коэффициент отражения анодированных титановых образцов обычно измеряется неполяризованным светом, интересно изучить влияние смещения экстремумов для неполяризованного света на оценку толщины оксидного слоя….

Контекст 26

… рассмотрим неполяризованный спектр на рисунке 86, из которого мы извлекаем положения экстремумов. Скорректированные уравнения (62) затем применяются для вычисления значения толщины. …

Разность фаз и фазовый сдвиг

Введение

Когда мы слушаем песню, мы воспринимаем синусоидальные звуковые волны как музыку. Их амплитуда показывает, насколько громкий сигнал, а частота говорит нам, низкий или высокий звук.Однако третий важный параметр – фаза – сложнее ощутить на слух.

Это руководство прояснит и предоставит более подробную информацию о параметре фазы, который мы уже исследовали в одном из наших предыдущих руководств о разделителях фазы. Таким образом, в первом разделе в качестве напоминания будут представлены концепции фаз и разность фаз.

Во втором разделе мы детализируем больше аспектов концепции фазового сдвига и сосредотачиваемся на конкретном случае, когда сигналы не синхронизированы.

В третьем и последнем разделе, наконец, будет представлена ​​важная роль разности фаз в явлении интерференции.

Презентация

Фаза синусоидального сигнала часто обозначается с помощью Φ и измеряется в радианах (рад) или градусах (°) и может варьироваться от -π до + π рад или от -180 ° до + 180 ° .

На графике фаза сигнала переменного тока представляет начальное состояние связанной с ним синусоидальной функции в начале времени:

рис 1: Иллюстрация трех синусоидальных сигналов с разными фазами

Фаза Φ сигнала может иметь три различных характера и определяет положение формы волны вокруг вертикальной оси:

  1. Равно 0 (° или рад), например, для сигнала y 1 (t), который действует как опорный сигнал
  2. Быть положительным, например, для сигнала y 2 (t)
  3. быть отрицательным, например, для сигнала y 3 (t)

Фаза одиночного сигнала не очень важна, потому что независимо от того, имеет ли форма волны переменного тока электрическую или механическую природу, восприятие останется неизменным, независимо от того, имеет ли сигнал фазу или нет.Что более важно и может четко восприниматься, так это разность фаз , также называемая фазовым сдвигом между двумя сигналами одной и той же частоты.

Разность фаз

Между сигналами одной частоты

В этом разделе важно помнить, что мы говорим только о фазовом сдвиге между двумя сигналами с одинаковой частотой . Поэтому рассмотрим два сигнала одной и той же частоты с разными фазами и, возможно, разными амплитудами: y 1 (t) = Asin (ωt + Φ 1 ) и y 2 (t) = Bsin (ωt + Φ 2 ). ).Мы определяем разность фаз как величину ΔΦ 21 = Φ 2 1 .

В , рис. 1 , мы имеем ΔΦ 21 = + Φ 2 , ΔΦ 31 = -Φ 3 и ΔΦ 32 = -Φ 3- Φ 2 . Положительная разность фаз, например ΔΦ 21 , указывает, что сигнал y 2 (t) временно предшествует опорному сигналу y 1 (t), мы также говорим, что y 2 (t) опережает y 1 (т) .Отрицательная разность фаз, такая как ΔΦ 31 и ΔΦ 32 , указывает, что сигнал y 3 (t) следует за сигналами y 1 (t) и y 2 (t), мы также говорим что y 3 (t) отстает от y 1 (t) и y 2 (t) .

Среди всех значений между -180 ° и + 180 ° или -π и + π рад, которые может принимать разность фаз, некоторые из них можно выделить и проиллюстрировать на следующем рисунке. Рисунок 2 :

рис 2: Иллюстрация некоторых соответствующих фазовых сдвигов

Противоположная фаза характеризуется фазовым сдвигом + 180 ° или + π рад , что строго идентично -180 ° или -π рад.Если опорным сигналом является V ref = v ref sin (ωt), то противоположный сигнал будет V opp = v ref sin (ωt + π) = – v ref sin (ωt), следовательно, V ref + V opp = 0.

Квадратурные сигналы характеризуются фазовым сдвигом на + 90 ° или + π / 2 рад для «опережения» и -90 ° или -π / 2 рад для «задержки».

Между сигналами тока и напряжения

В этом подразделе мы сосредоточимся на фазовом сдвиге сигналов тока (I), и напряжения (В) на электрическом диполе и исследуем его последствия для мощности.

В режиме постоянного тока рассеиваемая мощность (P) на диполе определяется как произведение напряжения и тока:

В режиме переменного тока это представление больше не соответствует действительности, поскольку и напряжение, и ток являются переменными. Считайте, что напряжение на диполе составляет В = В среднеквадратичное значение √2.sin (ωt) , а ток той же частоты представляет собой разность фаз + ΔΦ: I = I среднеквадратичное значение √2.sin ( ωt + Φ) . Среднеквадратичные значения V rms и I rms являются среднеквадратичными.

Можно показать, что активная мощность, рассеиваемая в диполе в режиме переменного тока, определяется уравнением 1 :

уравнение 1: Рассеиваемая мощность в режиме переменного тока

Термин cos (Φ) известен как коэффициент мощности и показывает эффективность приемника по поглощению мощности источника. Этот коэффициент является действительным числом от 0 до 1, и эти два экстремума отражают очень разное поведение:

  • Если cos (Φ) = 1, диполь считается чисто резистивным , фазовый сдвиг между напряжением и током равен нулю.Диполь не имеет индуктивного или емкостного поведения.
  • Если cos (Φ) = 0, диполь чисто реактивный , фазовый сдвиг между напряжением и током является максимальным, равным ± 90 ° или ± π / 2 рад. В этом случае диполь не потребляет энергию, а вместо этого возвращает ее в цепь.

Мощность, заданная в уравнении 1 , называется активной мощностью (P) , произведение V действующее значение × I среднеквадратичное значение известно как полная мощность и обозначено как S .Это мощность, которая рассеивалась бы, если бы компонент был чисто резистивным. Величина V rms × I rms × sin (Φ) – это реактивная мощность и отмеченная Q . Эти величины могут быть связаны благодаря фазовому сдвигу ΔΦ на одной и той же сложной диаграмме мощности:

рис 3: Определение активной, полной и реактивной мощности

Между сигналами одинаковой частоты

В этом разделе мы рассматриваем два сигнала y 1 (t), который является опорным, и сигнал y 2 (t), сдвинутый по фазе на Φ одинаковых частот, но не строго идентичных: ω 1 ≠ ω 2 .Обычно фазовый сдвиг может быть определен только для двух сигналов одной и той же частоты, но в этом конкретном случае все же имеет смысл определять разность фаз, поскольку частоты похожи. Если частоты слишком разные, например, когда ω 1 > 2ω 2 , нет смысла определять это, поскольку разность фаз меняется так же, как и сам сигнал.

В случае, когда сигналы имеют одинаковую частоту, разность фаз больше не постоянна, а медленно меняется со временем: ΔΦ (t) = (ω 2 1 ) t + Φ .

Наложение этих двух сигналов интересно тем, что создает явление биений , такое как показано на Рис. 4 :

рис. 4: Иллюстрация явления биений между двумя сигналами одинаковой частоты

Биение берет свое название от акустической области, где это явление особенно слышно и легко ощущается, однако оно также проявляется в оптике, электронике, механике и т. д. Биение на самом деле является частным случаем интерференции , на которой мы сосредоточимся в следующем разделе.

Помехи

Мы можем видеть на рис. 4 , что наложение синусоидальных сигналов иногда приводит к добавлению амплитуд, когда сигналы находятся в фазе, или к вычитанию, когда сигналы находятся в противофазе. Это явление известно как помеха и имеет место, когда сигналы имеют одинаковую частоту.

Рассмотрим снова две синусоидальные формы сигнала с одинаковой частотой: y1 (t) = A 1 sin (ωt + Φ1) и y 2 (t) = A 2 sin (ωt + Φ 2 ).Назовем y 3 (t) суперпозицией y 1 (t) + y 2 (t) и A 3 ее амплитудой. Можно показать, что амплитуда y 3 (t) удовлетворяет следующему уравнению:

уравнение 2: Амплитуда наложенного сигнала

Мы можем заметить, что разность фаз между y 1 (t) и y 2 (t) играет важную роль в конечной амплитуде результирующего сигнала. Интересно выделить два случая:

  • ΔΦ 12 = 0, сигналы синфазны и амплитуда A 3 максимальна, что удовлетворяет A 3 2 = (A 1 + A 2 ) 2 .В этом случае мы говорим, что интерференция между y 1 и y 2 равна конструктивному .
  • ΔΦ 12 = ± π рад, сигналы противоположны по фазе, а амплитуда A 3 минимальна и удовлетворяет A 3 2 = (A 1 -A 2 ) 2 . В этом случае интерференция между y 1 и y 2 будет деструктивной .

Когда разность фаз находится между этими двумя экстремумами, мы можем построить график, показывающий эволюцию A 3 как функцию ΔΦ 12 :

рис. 5: Амплитуда результирующего сигнала как функция разности фаз

На этом рисунке для простоты мы выбрали A 1 = A 2 .Мы снова видим, что когда ΔΦ 12 = 0, A 3 = A 1 + A 2 = 2 и когда ΔΦ 12 = ± 180 °, A 3 = A 1 – А 2 = 0.

Заключение

В этом руководстве подробно рассказывается о концепции фазы и разности фаз, а также подчеркивается ее важность на некоторых примерах.

Прежде всего, мы представляем, какова фаза сигнала и в каких единицах она измеряется. Сама по себе концепция фазы, однако, не очень актуальна, и поэтому мы сосредоточимся на следующих разделах, посвященных разности фаз или фазовому сдвигу.

В первом абзаце второго раздела мы определяем фазовый сдвиг ΔΦ и даем некоторые термины, относящиеся к частным случаям разности фаз: синфазное (ΔΦ = 0 °), противостояние фазы (ΔΦ = ± 180 °) и квадратуры (ΔΦ = ± 90 °).

Оставить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.