Большая Энциклопедия Нефти и Газа. Фаза в чем измеряется

Фаза колебаний - это... Что такое Фаза колебаний?

У этого термина существуют и другие значения, см. Фаза. Иллюстрация разности фаз двух колебаний одинаковой частоты

Фа́за колеба́ний — физическая величина, используемая по преимуществу для описания гармонических или близких к гармоническим[1][2] колебаний, меняющаяся со временем (чаще всего равномерно растущая со временем), при заданной амплитуде (для затухающих колебаний - при заданной начальной амплитуде и коэффициенте затухания) определяющая состояние колебательной системы в (любой) данный момент времени.[3] Равно применяется для описания волн, главным образом - монохроматических или близких к монохроматичности.

Фаза колебания (в электросвязи для периодического сигнала f(t) с периодом T) - это дробная часть t/T периода T, на которую t сдвинуто относительно произвольного начала координат. Началом координат обычно считается момент предыдущего перехода функции через нуль в направлении от отрицательных значений к положительным.

В большинстве случаев о фазе говорят применительно к гармоническим (синусоидальным или описывающимся мнимой экспонентой) колебаниям (или монохроматическим волнам, также синусоидальным или описывающимся мнимой экспонентой).

Для таких колебаний:

, , ,

или волн,

например волн, распространяющихся в одномерном пространстве: , , , или волн, распространяющихся в трехмерном пространстве (или пространстве любой размерности): , , ,

фаза колебаний определяется как аргумент этой функции (одной из перечисленных, в каждом случае из контекста ясно, какой именно), описывающей гармонический колебательный процесс или монохроматическую волну.

• Поскольку синус и косинус совпадают друг с другом при сдвиге аргумента (то есть фазы) на во избежание путаницы лучше пользоваться для определения фазы только одной из этих двух функций, а не той и другой одновременно. По обычному соглашению фазой считают аргумент косинуса, а не синуса.[4][5]

То есть, для колебания фаза

,

для волны в одномерном пространстве

,

для волны в трехмерном пространстве или пространстве любой другой размерности:

,

где — угловая частота (чем величина выше, тем быстрее растет фаза с течением времени), t— время, — фаза при t=0 - начальная фаза; k - волновое число, x - координата, k - волновой вектор, x - набор (декартовых) координат, характеризующих точку пространства (радиус-вектор).

Фаза выражается в угловых единицах (радианах, градусах) или в циклах (долях периода):

1 цикл = 2 радиан = 360 градусов.

• В физике, особенно при написании формул, преимущественно (и по умолчанию) используется радианное представление фазы, измерение ее в циклах или периодах (за исключением словесных формулировок) в целом довольно редко, однако измерение в градусах встречается достаточно часто (по-видимому, как предельно явное и не приводящее к путанице, поскольку знак градуса принято никогда не опускать ни в устной речи, ни на письме), особенно часто в инженерных приложениях (как, например, электротехника).

Иногда (в квазиклассическом приближении, где используются волны, близкие к монохроматическим, но не строго монохроматические, а также в формализме интеграла по траекториям, где волны могут быть и далекими от монохроматизма, хотя всё же подобны монохроматическим) фаза рассматривается как зависящая от времени и пространственных координат не как линейная функция, а как в принципе произвольная[6] функция координат и времени:

Связанные термины

Если две волны (два колебания) полностью совпадают друг с другом, говорят, что волны находятся в фазе. В случае, если моменты максимума одного колебания совпадают с моментами минимума другого колебания (или максимумы одной волны совпадают с минимумами другой), говорят, что колебания (волны) находятся в противофазе. При этом, если волны одинаковы (по амплитуде), в результате сложения происходит их взаимное уничтожение (точно, полностью - лишь при условии монохроматичности или хотя бы симметричности волн, в предположении линейности среды распространения итд).

Действие

Одна из наиболее фундаментальных физических величин, на которой построено современное описание практически любой достаточно фундаментальной физической системы[7] - действие - по своему смыслу является фазой.

Примечания

1. ↑ В специальном случае формализма интеграла по траекториям близость колебания к гармоническому (или волны к монохроматической) имеет довольно необычный смысл.
2. ↑ Иногда понятие фазы может оказаться небесполезным и для описания достаточно произвольных (далеких от гармонических) колебаний или волн, или даже непериодических процессов, однако это применение достаточно редко, и польза его в этом случае обычно достаточно ограниченна.
3. ↑ Фаза колебаний в словаре по естественным наукам.(недоступная ссылка — история) Проверено 29 апреля 2010.
4. ↑ Хотя нет принципиальной причины не сделать противоположный выбор, что иногда и делается некоторыми авторами.
5. ↑ Таким образом, обычно, в соответствии с этим соглашением начальная фаза колебания вида считается равной (синус отстает от косинуса по фазе).
6. ↑ Хотя в части случаев с наложением условий на скорость изменения итп, несколько ограничивающих произвольность функции.
7. ↑ Существуют системы, формализм действия к которым применять неудобно и даже такие, к которым он по сути неприменим, однако в современном понимании такие системы делятся на два класса: 1) не фундаментальные (т.е. описываемые неточно, и мыслится, что будучи описана более точно такая система может быть - в принципе - описана через действие), 2) относящиеся к далеко не общепризнанным теоретическим построениям.

dic.academic.ru

Фаза колебаний - Класс!ная физика

Фаза колебаний

Фаза колебаний (φ) характеризует гармонические колебания. Выражается фаза в угловых единицах — радианах.

При заданной амплитуде колебаний координата колеблющегося тела в любой момент времени однозначно определяется аргументом косинуса или синуса: φ = ω0t.

Фаза колебаний определяет при заданной амплитуде состояние колебательной системы (значение координаты, скорости и ускоренияв) любой момент времени.

Колебания с одинаковыми амплитудами и частотами могут различаться фазами.

Отношение указывает, сколько периодов прошло от момента начала колебаний.

График зависимости координаты колеблющейся точки от фазы.

Гармонические колебания можно представить как с помощью функции синуса, так и косинуса, т.к. синус отличается от косинуса сдвигом аргумента на .

Поэтому вместо формулы

х = хm cos ω0t

можно для описания гармонических колебаний использовать формулу

Но при этом начальная фаза, т. е. значение фазы в момент времени t = 0, равна не нулю, а . В разных ситуациях удобно использовать синус или косинус.

Какой формулой пользоваться при расчетах?

1. Если в начале колебаний выводят маятник из положения равновесия, то удобнее пользоваться формулой с применением косинуса. 2. Если координата тела в начальный момент была бы равна нулю, то удобнее пользоваться формулой с применением синуса х = хm sin ω0t, т.к. при этом начальная фаза равна нулю. 3. Если в начальный момент времени (при t — 0) фаза колебаний равна φ, то уравнение колебаний можно записать в виде х = хm sin (ω0t + φ).

Сдвиг фаз

Колебания, описываемые формулами через синус и косинус, отличаются друг от друга только фазами. Разность фаз (или сдвиг фаз) этих колебаний составляет . Графики зависимости координат от времени для двух гармонических колебаний, сдвинутых по фазе на : где график 1 - колебания, совершающиеся по синусоидальному закону, график 2 — колебания, совершающиеся по закону косинуса.

Для определения разности фаз двух колебаний надо колеблющиеся величины выразить через одну и ту же тригонометрическую функцию — косинус или синус.

Источник: «Физика - 11 класс», учебник Мякишев, Буховцев, Чаругин

Механические колебания. Физика, учебник для 11 класса - Класс!ная физика

Свободные, затухающие и вынужденные колебания --- Условия возникновения свободных колебаний. Математический маятник --- Динамика колебательного движения. Уравнение движения маятника --- Гармонические колебания --- Фаза колебаний --- Превращение энергии при гармонических колебаниях --- Вынужденные колебания. Резонанс --- Примеры решения задач --- Краткие итоги главы

class-fizika.ru

Изучаем колебания – фаза колебаний

Колебательные процессы – важный элемент современной науки и техники, поэтому их изучению всегда уделялось внимание, как одной из “вечных” проблем. Задача любого знания - не простое любопытство, а использование его в повседневной жизни. А для этого существуют и ежедневно появляются новые технические системы и механизмы. Они находятся в движении, проявляют свою сущность, выполняя какую-нибудь работу, либо, будучи неподвижными, сохраняют потенциальную возможность при определенных условиях перейти в состояние движения. А что есть движение? Не углубляясь в дебри, примем простейшее толкование: изменение положения материального тела относительно любой системы координат, которую условно считают неподвижной.

Среди огромного количества возможных вариантов движения особый интерес представляет колебательное, которое отличается тем, что система повторяет изменение своих координат (или физических величин) через определенные промежутки времени – циклы. Такие колебания называются периодическими или циклическими. Среди них выделяют отдельным классом гармонические колебания, у которых характерные признаки (скорость, ускорение, положение в пространстве и т.д.) изменяются во времени по гармоническому закону, т.е. имеющему синусоидальный вид. Замечательным свойством гармонических колебаний является то, что их комбинация представляет любые другие варианты, в т.ч. и негармонические. Очень важным понятием в физике является “фаза колебаний”, которое означает фиксацию положения колеблющегося тела в некоторый момент времени. Измеряется фаза в угловых единицах – радианах, достаточно условно, просто как удобный прием для объяснения периодических процессов. Другими словами, фаза определяет значение текущего состояния колебательной системы. Иначе и быть не может - ведь фаза колебаний является аргументом функции, которая описывает эти колебания. Истинное значение фазы для движения колебательного характера может означать координаты, скорость и другие физические параметры, изменяющиеся по гармоническому закону, но общим для них является временная зависимость.

Продемонстрировать, что такое фаза колебаний, совсем не сложно – для этого понадобится простейшая механическая система – нить, длиной r, и подвешенная на ней “материальная точка” - грузик. Закрепим нить в центре прямоугольной системы координат и заставим наш “маятник” крутиться. Допустим, что он охотно это делает с угловой скоростью w. Тогда за время t угол поворота груза составит φ = wt. Дополнительно в этом выражении должна быть учтена начальная фаза колебаний в виде угла φ0 - положение системы перед началом движения. Итак, полный угол поворота, фаза, вычисляется из соотношения φ = wt+ φ0. Тогда выражение для гармонической функции, а это проекция координаты груза на ось Х, можно записать:

x = А * cos(wt + φ0), где А – амплитуда колебания, в нашем случае равная r – радиусу нити.

Аналогично такая же проекция на ось Y запишется следующим образом:

у = А * sin(wt + φ0).

Следует понимать, что фаза колебаний означает в данном случае не меру поворота “угол”, а угловую меру времени, которая выражает время в единицах угла. За это время груз совершает поворот на некоторый угол, который можно однозначно определить, исходя из того, что угловая скорость для циклического колебания w = 2 * π /Т, где Т – период колебания. Следовательно, если одному периоду соответствует поворот на 2π радиан, то часть периода, время, можно пропорционально выразить углом как долей от полного поворота 2π.

Колебания не существуют сами по себе – звуки, свет, вибрация всегда являются суперпозицией, наложением, большого количества колебаний от разных источников. Безусловно, на результат наложения двух и более колебаний оказывают влияние их параметры, в т.ч. и фаза колебаний. Формула суммарного колебания, как правило, негармонического, при этом может иметь очень сложный вид, но от этого становится только интереснее. Как сказано выше, любое негармоническое колебание можно представить в виде большого числа гармонических с разной амплитудой, частотой и фазой. В математике такая операция называется “разложение функции в ряд” и широко используется при проведении расчетов, например, прочности конструкций и сооружений. Основой таких расчетов являются исследования гармонических колебаний с учетом всех параметров, в том числе и фазы.

fb.ru

Фаза колебаний, сдвиг фаз

 

Еще одной характеристикой гармонических колебаний является фаза колебаний.

Как нам уже известно, при заданной амплитуде колебаний, в любой момент времени мы можем определить координату тела. Она будет однозначно задаваться аргументом тригонометрической функции φ = ω0*t. Величина φ, которая стоит под знаком тригонометрической функции, называется фазой колебаний.

Для фазы единицами измерения являются радианы. Фаза однозначно определяет не только координату теда в любой момент времени, но так же скорость или ускорение. Поэтому считается, что фаза колебаний определяет состояние колебательной системы в любой момент времени.

Конечно же при условии что задана амплитуда колебаний. Два колебания, у которых одинаковые частота и период колебаний могут отличаться друг от друга фазами.

Если выразить время t в количестве периодов, которые пройдены от начала колебаний, то любому значению времени t, соответствует значение фазы, выраженной в радианах. Например, если взять время t = Т/4, то этому значению будет соответствовать значение фазы pi/2.

Таким образом, мы можем изобразить график зависимости координаты не от времени, а от фазы, и получим точно такую же зависимость. На следующем рисунке представлен такой график.

Начальная фаза колебаний

При описании координаты колебательного движения мы использовали функции синуса и косинуса. Для косинуса мы записывали следующую формулу:

Но мы можем описать эту же траекторию движения и с помощью синуса. При этом нам необходимо сдвинуть аргумент на pi/2, то есть отличие синуса от косинуса - pi/2 или четверть периода.

Значение pi/2 называется начальной фазой колебания. Начальная фаза колебания - положение тела в начальный момент времени t = 0. Для того, чтобы заставить маятник колебаться, мы должны вывести его из положения равновесия. Мы можем это сделать двумя путями:

• Отвести его в сторону и отпустить.
• Ударить по нему.

В первом случае, мы сразу же изменяем координату тела, то есть, в начальный момент времени координата будет равна значению амплитуды. Для описания такого колебания удобнее использовать функцию косинуса и форму

либо же формулу

где φ- начальная фаза колебания.

Если мы ударим по телу, то в начальный момент времени его координата равняется нулю, и в таком случае удобнее использовать форму:

Два колебания, которые различаются только начальной фазой, называются сдвинутыми по фазе.

Например, для колебаний описанных следующими формулами:

• x = Xm*sin(ω0*t),
• x = Xm*sin(ω0*t+pi/2),

сдвиг фаз равен pi/2.

Сдвиг фаз еще иногда называют разностью фаз.

На следующем рисунке представлены два колебания сдвинутые друг относительно друга на разность фаз pi/2.

Нужна помощь в учебе?

Предыдущая тема: Гармонические колебания: амплитуда и период колебаний Следующая тема:&nbsp&nbsp&nbspПревращение энергии при гармонических колебаниях: формулы и рисунки

Все неприличные комментарии будут удаляться.

www.nado5.ru

Фаза - гармоническое колебание - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Фаза - гармоническое колебание

Cтраница 1

Фаза гармонического колебания определяет значение-изменяющейся величины в данный момент времени.  [2]

Фаза гармонического колебания определяет значение изменяющейся величины ( наряду с амплитудой) в данный момент времени.  [4]

Фаза гармонического колебания определяет значение изменяющейся величины с единичной амплитудой в данный момент времени.  [5]

Разность фаз гармонического колебания меняется циклически, а непосредственное ее измерение возможно лишь в пределах одного фазового цикла. Поэтому для определения по измеренной разности фаз полного времени распространения сигналов приходится измерять разности фаз колебаний на нескольких известных частотах модуляции, либо, плавно изменяя частоту модуляции, определять число полных фазовых циклов, соответствующее некоторому непрерывному диапазону их изменения и частоты, ограничивающей выбранный диапазон.  [6]

Постоянную ф называют фазой гармонического колебания, точнее, начальной фазой. Эта величина выражается в долях радиана. При произвольном, но фиксированном выборе начала счета времени различные колебания одинаковой частоты могут иметь различные фазы.  [7]

На какую величину изменяется фаза гармонических колебаний за один период и за одну секунду.  [8]

Чем определяются частота, амплитуда и фаза гармонических колебаний.  [9]

В различных радиотехнических устройствах возникает необходимость в измерении фазы гармонического колебания.  [10]

В этих преобразователях используют устройства, позволяющие получить сдвиг фазы гармонического колебания, пропорциональный углу поворота входной оси этого устройства. Сдвиг фаз между эталонным гармоническим колебанием и колебанием на выходе устройства с помощью электронных схем выделения нуля может быть представлен в виде двух импульсов, а временной интервал между двумя импульсами преобразуют в цифровую форму с помощью уже описанных схем. Блок-схема такого преобразователя показана на фиг.  [11]

Соотношение между вещественной и мнимой частями частотной характеристики определяет сдвиг фазы гармонического колебания на частоте со.  [12]

Фазовой частотной характеристикой [ ( щ) называется зависимость изменения фазы выходного гармонического колебания по отношению к фазе входного колебания от частоты.  [13]

Составные сигналы образуются путем манипуляции по амплитуде, частоте или фазе поднесущего гармонического колебания кодированной последовательностью видеоимпульсов.  [14]

Частотными характеристиками называются функции частоты о, описывающие изменение амплитуды и фазы гармонических колебаний, проходящих через линейный элемент.  [15]

Страницы:      1    2    3

www.ngpedia.ru

что значит ФАЗА в эл.цепи?Что такое масса?

Генераторы на эл. станциях вырабатывают 3-х фазный ток, бытовые потребители используют только одну фазу и нуль, нуль это соединение трёх обмоток в генераторе вместе, эту точку обычно заземляют и назыают нулевым проводом. Массой в технике именуют заземление обычно

Величина называется угловой частотой переменного тока, она показывает изменение фазы тока в единицу времени и измеряется в радианах, деленных на … Тогда начальная фаза будет опережающей или отстающей. 1.2. СОПРОТИВЛЕНИЯ В ЦЕПЯХ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА. StudFiles.ru›dir/cat40…view157400.html

Самого мучал этот вопрос. Напишу как я понимаю своими словами: фаза это активный вывод на которым изменяется напряжение. Нулевой вывод это тот вывод, относительно которого изменяется напряжение в положительные полупериод и в отрицательный. Масса это корпус устройства, к которому так-же подключается заземление. По массе нельзя пускать токи питания. Нуль и масса разные вещи.

Фазой еще называют стартовый момент по оси Y то есть U В однофазной сети Фаза стартует с 0, в трехфазной у нее 3 фазы, 3В, 0В, -3В стартовый момент

Это значит по отношению к земле там присутствует эл. потенциал величиной 220 вольт . Это при соединения трансформаторов по схеме " глухо заземлённый ноль " . Самый распространенный, кстати.

Ну, бывают трёхфазные бытовые электроплиты. Ноль, нейтраль - точка соединения трёх обмоток генератора/трансформатора в звезду. Обычно в бытовых сетях эту точку заземляют. Масса - в автомобильной электрике корпус автомобиля, и всё металлическое в автомобиле, электрически соединённое с корпусом. Обмотки в генераторе расположены под углом друг к другу. Обычный трёхфазный генератор, между центрами обмоток угол 120 градусов. Получается, что вращаются они со сдвигом по фазе. Обмотки могут быть соеденены в треугольник, тогда ноля нет. Могут быть соединены в звезду. Тогда есть ноль. Представим бытовую трёхфазную электростанция 220/380 Вольт. Между общей точкой всех обмоток, звездой соединённых, и свободным концом любой из обмоток имеем фазное напряжение 220 Вольт. Между любыми двумя из трёх свободных выводов обмоток имеем линейное межфазное напряжение 380 Вольт. Ноль, как я уже писал, в бытовых сетях заземляют чаще всего. Если ноль не заземлён, нейтраль называют изолированной (от Земли) . На первый взгляд это безопаснее - нормально нет на фазах 220 Волт к Земле. Но тут возникают проблемы. Также эти проблемы относятся к сетям БЕЗ ноля. Во-первых, за счёт утечки тока с соседних проводов напряжение к Земле появляется всё равно. Утечка проходит даже через самый лучший диэлектрик, и называется ёмкостной. Парадокс - провода изолированы от Земли, но на них есть напряжение к Земле. И чем длинее линии, тем это напряжение выше. Во-вторых, всегда может возникнуть аварийное замыкание одного из проводов на Землю. Тогда на остальных проводах напряжение к Земле поднимется очень сильно, что опасно. (думаешь, что у тебя к Земле на проводе только 30 Вольт от ёмкостной утечки, а у тебя там 200 из-за замыкания соседнего провода на Землю- это как пример. ) Для контроля последнего явления нужны приборы контроля, а они дороги. К тому-же малогабаритные электронные приборы и малогабаритные системы телемеханики появились лишь недавно.

Масса это термин автомобилистов, еще более распостраненный термин корпус, а еще в качестве провода возможно использовать матушку - землю, но по целому ряду обстоятельств в качестве проводника в большинстве отраслей эти вещи непосредственно использоватся перестали (прежде всего безопасность, надежность, защита от коррозии блуждающих токов и т. д. и надежность) , а пркладывается вроде бы и не очень нужный провод (в разных отраслях нулевой, обратный общий...).

Фаза это момент появления. А в бытовой розетке 220 вольт 50 герц это просто не заземлённый провод. И к настоящей фазе не имеет никакого отношения. Массой обычно называют общее электрическое соединение какой либо электро или электронной схемы. Иногда массу заземляют.

touch.otvet.mail.ru

в чем измеряется омега*t где ты время а омега частота (теория цепей ,спетральный анализ)

можно предположить что в градусах но дико сомневаюсь

Единица измерения частоты - Гц (Герц) , единица измерения времени согласно СИ - с (секунда) . Т. е. Гц*с, т. е. безразмерна, так как t ~ 1/f. (Кстати омега - это круговая частота. Она равна 2* пи* f)

Например <img src="/img/c.gif"> здесь <img src="/img/c.gif"> безразмерна, или можно сказать, что это угол (фаза) , и измеряется в радианах. Радианы - безразмерная величина. <img src="/img/c.gif"> Это график функции <img src="/img/c.gif"> По горизонтали <img src="/img/c.gif"> По вертикали f Обе величины безразмерны.

Резюмирую:<br>f - линейная частота - измеряется в Герцах = в обратных секундах (то есть штук в секунду, где штуки безразмерны)<br>w - круговая частота - измеряется в радианах в секунду<br>а w/t - (рад/с)/с = рад. То есть в радианах она. Как и должен аргумент тринонометрической функции.

touch.otvet.mail.ru

---

• 
  Нормативы надежности электроснабжения объектов абонента образец
• 
  Розетка влагозащищенная
• 
  Мощность сопротивление
• 
  Подключение вао
• 
  Если счетчик на воду просрочен
• 
  Магнитная индукция буква
• 
  Подключение автоматов и узо
• 
  Выключатель автоматический фидерный
• 
  Авто генератор
• 
  Единица измерения в системе си
• 
  Обозначение на схеме vd