在交流電路分析中，我們經(jīng)常聽(tīng)說(shuō)過(guò)“相位”這個(gè)詞，例如三相對(duì)稱時(shí)3個(gè)電壓相位依次相差120°、電感電壓相位超前電流相位90°、電容電流相位超前電壓相位90°……
顯然，我們?cè)谡劶跋辔粫r(shí)總是離不開(kāi)角度，那這是不是說(shuō)明相位和角度有著什么不為人知的關(guān)系呢？確實(shí)，今天就讓我來(lái)給大家揭開(kāi)“相位”的神秘面紗（并不神秘）~
一、相位是什么
相位就是角度，為了便于理解，我們以三角函數(shù)為例加以分析。如下圖1-1所示為sine函數(shù)y=sinx和它的波形圖，其中橫坐標(biāo)表示自變量x，縱坐標(biāo)表示因變量y，y值大小因x值的變化而變化。
圖1-1
y=sinx正弦函數(shù)中，sin后的變量“x”的值只能表示角度，它不能是元、秒，也不能是自然數(shù)123。在波形上就表示為橫軸坐標(biāo)只能是角度值，如圖1-1中的90°、180°等。隨著X角度的變化，y的值也在變化，例如當(dāng)x=90°時(shí)，有y的值為1，如下圖1-所示。
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圖1-2
在正弦函數(shù)（或余弦函數(shù)）中，y值的范圍為-1≤y≤1，若在sinx前面乘以一個(gè)數(shù)，如10sinx，這就相當(dāng)于將y值放大了10倍，此時(shí)y值的范圍為-10≤y≤10。在波形圖上就像是把波形上下拉長(zhǎng)10倍。
簡(jiǎn)單了解正弦函數(shù)后，我們回到交流電路中的正弦量，即交流電路中交變電壓和電流。在交流電路中，電壓和電流等都是按正弦規(guī)律變化的，這意味著電壓和電流可以用正弦函數(shù)表示。
我們以電壓為例，如下圖1-3所示，用sine正弦函數(shù)表示電壓u的瞬時(shí)值變化，此時(shí)sin后面的不再是x，而是100πt，波形的最大值也不再是1，而是被拉長(zhǎng)了Um 倍。
圖1-3
且先不說(shuō)100πt具體是什么，我們可以肯定的是，sin后的100πt必定是一個(gè)表示角度的數(shù)，類同于上文中sin后的x。另外，在y=sinx中，因變量y隨著自變量x的變化而變化，顯然，在u=Um sin（100πt）中，電壓的值u也隨著100πt的變化而變化。
綜上，這個(gè)100πt就是一個(gè)角度值，并可以改變電壓u的瞬時(shí)值，稱為相位。換言之，相位就是電壓、電流等變量在用正弦函數(shù)（或余弦函數(shù)）表示時(shí)的角度值。
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二、相位的含義
我們以上文電壓為例，電壓的相位是100πt，大家仔細(xì)觀察可以發(fā)現(xiàn)，里面含有時(shí)間“t”，這表明，相位是隨時(shí)間變化的，如下圖1-4所示。
圖1-4
當(dāng)時(shí)間t=0s時(shí)，相位就為100π×0 rad=0 rad或0°（rad即弧度，是表示角度大小的另一種單位），對(duì)應(yīng)波形圖，可以看到，此時(shí)有電壓u=0V。顯然，隨著時(shí)間的變化，相位也發(fā)生變化，從而使電壓的瞬時(shí)值發(fā)生變化，所以用不同相位表示不同時(shí)刻電壓的瞬時(shí)值。
另外，把時(shí)間t=0s時(shí)的相位稱為初相位，此時(shí)對(duì)應(yīng)的電壓值為初始值，而t=0s就為計(jì)時(shí)起點(diǎn)。顯然，計(jì)時(shí)起點(diǎn)是可以改變的，因人而異，這就好比跑步比賽，開(kāi)始跑的時(shí)間由裁判員決定。
若把上文的電壓計(jì)時(shí)起點(diǎn)延遲到90°的地方，如下圖1-5所示，此時(shí)電壓u的表達(dá)式就變成了u=Um sin（100πt 90°），顯然t=0s時(shí)，sin后的相位就為100π×0 90°=90°，這就是初相位，對(duì)應(yīng)計(jì)時(shí)起點(diǎn)t=0s，此時(shí)有電壓初始值為最大值Um 。
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對(duì)比圖1-4和圖1-5可以發(fā)現(xiàn)，同一個(gè)電壓，不同的時(shí)間起點(diǎn)，會(huì)有不同的初相位和初始值。但電壓的最大值和周期并沒(méi)有發(fā)生改變。
其實(shí)，上述電壓中的相位100πt是工頻50Hz下的值，若交流電路的頻率不是50Hz，那么相位也就不再是100πt。相位與頻率之間的關(guān)系為“相位/2πt=f”，即相位除以2πt等于頻率，雖然相位是隨時(shí)間變化的，但頻率是一個(gè)常數(shù)，又由于周期與頻率互為倒數(shù)，所以周期也是一個(gè)常數(shù)，例如頻率為50Hz時(shí)，周期就為1/50=0.02s。
知道了相位的含義，舉一反三，我相信大家對(duì)相位差也有了一定的理解。但如果大家想知道更多有關(guān)相位差的內(nèi)容的話，可以留言評(píng)論喲，我考慮要不要再寫一篇文章~
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