Fase AC

Hal-hal mulai menjadi rumit ketika kita perlu menghubungkan dua atau lebih tegangan atau arus AC yang tidak sesuai satu sama lain. Dengan "keluar dari langkah", maksud saya bahwa kedua bentuk gelombang tidak disinkronkan:bahwa puncak dan titik nolnya tidak cocok pada titik waktu yang sama. Grafik pada gambar di bawah menggambarkan contohnya.

Bentuk gelombang di luar fase.

Dua gelombang yang ditunjukkan di atas (A versus B) memiliki amplitudo dan frekuensi yang sama, tetapi mereka tidak selangkah satu sama lain. Dalam istilah teknis, ini disebut pergeseran fase . Sebelumnya kita telah melihat bagaimana kita dapat memplot “gelombang sinus” dengan menghitung fungsi sinus trigonometri untuk sudut yang berkisar dari 0 hingga 360 derajat, sebuah lingkaran penuh.

Titik awal gelombang sinus adalah amplitudo nol pada nol derajat, berlanjut ke amplitudo positif penuh pada 90 derajat, nol pada 180 derajat, negatif penuh pada 270 derajat, dan kembali ke titik awal nol pada 360 derajat.

Kita dapat menggunakan skala sudut ini di sepanjang sumbu horizontal plot bentuk gelombang kita untuk menyatakan seberapa jauh dari langkah satu gelombang dengan gelombang lainnya:Gambar di bawah

Gelombang A memimpin gelombang B sebesar 45°

Pergeseran antara dua bentuk gelombang ini adalah sekitar 45 derajat, gelombang "A" berada di depan gelombang "B". Contoh pergeseran fasa yang berbeda diberikan dalam grafik berikut untuk menggambarkan konsep ini dengan lebih baik:Gambar di bawah

Contoh pergeseran fasa.

Karena bentuk gelombang dalam contoh di atas berada pada frekuensi yang sama, mereka akan keluar dari langkah dengan jumlah sudut yang sama di setiap titik waktu. Untuk alasan ini, kita dapat menyatakan pergeseran fasa untuk dua atau lebih bentuk gelombang dengan frekuensi yang sama sebagai besaran konstan untuk seluruh gelombang, dan bukan hanya ekspresi pergeseran antara dua titik tertentu di sepanjang gelombang.

Artinya, aman untuk mengatakan sesuatu seperti, "tegangan 'A' berbeda fase 45 derajat dengan tegangan 'B'." Bentuk gelombang mana pun yang mendahului dalam evolusinya dikatakan terkemuka dan yang di belakang dikatakan tertinggal .

Pergeseran fasa, seperti tegangan, selalu merupakan pengukuran relatif antara dua hal. Benar-benar tidak ada yang namanya bentuk gelombang dengan mutlak pengukuran fase karena tidak ada referensi universal yang diketahui untuk fase.

Biasanya dalam analisis rangkaian AC, bentuk gelombang tegangan catu daya digunakan sebagai referensi untuk fase, tegangan tersebut dinyatakan sebagai "xxx volt pada 0 derajat." Tegangan atau arus AC lainnya di sirkuit itu akan mengalami pergeseran fasa yang dinyatakan dalam istilah relatif terhadap tegangan sumber tersebut.

Hal inilah yang membuat perhitungan rangkaian AC lebih rumit daripada DC. Ketika menerapkan Hukum Ohm dan Hukum Kirchhoff, jumlah tegangan dan arus AC harus mencerminkan pergeseran fasa serta amplitudo. Operasi matematika penambahan, pengurangan, perkalian, dan pembagian harus beroperasi pada jumlah pergeseran fasa serta amplitudo ini.

Untungnya, ada sistem matematika kuantitas yang disebut bilangan kompleks cocok untuk tugas merepresentasikan amplitudo dan fase ini.

Karena subjek bilangan kompleks sangat penting untuk memahami rangkaian AC, bab berikutnya akan dikhususkan untuk subjek itu saja.

TINJAUAN:

• Pergeseran fase adalah tempat dua atau lebih bentuk gelombang tidak selaras satu sama lain.
• Jumlah pergeseran fasa antara dua gelombang dapat dinyatakan dalam derajat, seperti yang didefinisikan oleh satuan derajat pada sumbu horizontal grafik bentuk gelombang yang digunakan dalam memplot fungsi sinus trigonometri.
• Seorang terkemuka bentuk gelombang didefinisikan sebagai satu bentuk gelombang yang mendahului yang lain dalam evolusinya. Sebuah tertinggal bentuk gelombang adalah salah satu yang berada di belakang yang lain. Contoh:

• Perhitungan untuk analisis rangkaian AC harus mempertimbangkan amplitudo dan pergeseran fasa bentuk gelombang tegangan dan arus agar benar-benar akurat. Ini membutuhkan penggunaan sistem matematika yang disebut bilangan kompleks .

LEMBAR KERJA TERKAIT:

• Lembar Kerja Trigonometri untuk Rangkaian AC