Fase AC

As coisas começam a ficar complicadas quando precisamos relacionar duas ou mais tensões CA ou correntes que estão descompassadas entre si. Por "fora de compasso", quero dizer que as duas formas de onda não estão sincronizadas:que seus picos e pontos zero não coincidem nos mesmos pontos no tempo. O gráfico da figura abaixo ilustra um exemplo disso.

Formas de onda fora de fase.



As duas ondas mostradas acima (A versus B) têm a mesma amplitude e frequência, mas estão fora de compasso uma com a outra. Em termos técnicos, isso é chamado de mudança de fase . Anteriormente, vimos como poderíamos plotar uma “onda senoidal” calculando a função seno trigonométrica para ângulos que variam de 0 a 360 graus, um círculo completo.

O ponto de partida de uma onda senoidal era de amplitude zero em zero graus, progredindo para amplitude positiva total em 90 graus, zero em 180 graus, totalmente negativa em 270 graus e de volta ao ponto inicial de zero em 360 graus.

Podemos usar essa escala de ângulo ao longo do eixo horizontal de nosso gráfico de forma de onda para expressar o quão longe está uma onda em relação à outra:Figura abaixo

Onda A lidera a onda B em 45 °



A mudança entre essas duas formas de onda é de cerca de 45 graus, a onda “A” estando à frente da onda “B”. Uma amostra de diferentes mudanças de fase é fornecida nos gráficos a seguir para ilustrar melhor este conceito:Figura abaixo

Exemplos de mudanças de fase.



Como as formas de onda nos exemplos acima estão na mesma frequência, elas estarão desajustadas na mesma quantidade angular em todos os pontos no tempo. Por esse motivo, podemos expressar a mudança de fase para duas ou mais formas de onda da mesma frequência como uma quantidade constante para a onda inteira, e não apenas uma expressão de mudança entre quaisquer dois pontos particulares ao longo das ondas.

Ou seja, é seguro dizer algo como, "a tensão 'A' está 45 graus defasada com a tensão 'B'." Qualquer forma de onda que esteja à frente em sua evolução é considerada líder e o que está atrás está atrasado .

A mudança de fase, como a voltagem, é sempre uma medida relativa entre duas coisas. Realmente não existe tal coisa como uma forma de onda com um absoluto medição de fase porque não há referência universal conhecida para fase.

Normalmente, na análise de circuitos CA, a forma de onda da tensão da fonte de alimentação é usada como referência para a fase, a tensão indicada como "xxx volts a 0 graus". Qualquer outra tensão CA ou corrente nesse circuito terá seu deslocamento de fase expresso em termos relativos a essa tensão da fonte.

Isso é o que torna os cálculos do circuito CA mais complicados do que CC. Ao aplicar a Lei de Ohm e as Leis de Kirchhoff, as quantidades de tensão CA e corrente devem refletir a mudança de fase, bem como a amplitude. As operações matemáticas de adição, subtração, multiplicação e divisão devem operar nessas quantidades de mudança de fase, bem como na amplitude.

Felizmente, existe um sistema matemático de quantidades chamado números complexos idealmente adequado para esta tarefa de representar amplitude e fase.

Como o assunto dos números complexos é tão essencial para a compreensão dos circuitos CA, o próximo capítulo será dedicado apenas a esse assunto.



REVER:

• Mudança de fase é onde duas ou mais formas de onda estão fora de compasso uma com a outra.
• A quantidade de mudança de fase entre duas ondas pode ser expressa em termos de graus, conforme definido pelas unidades de graus no eixo horizontal do gráfico de forma de onda usado na plotagem da função seno trigonométrica.
• Um líder forma de onda é definida como uma forma de onda que está à frente da outra em sua evolução. Um atrasado forma de onda é aquela que está atrás da outra. Exemplo:

• Os cálculos para a análise do circuito CA devem levar em consideração a amplitude e a mudança de fase da tensão e das formas de onda da corrente para serem totalmente precisos. Isso requer o uso de um sistema matemático chamado números complexos .

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