Przesunięcia fazowe.

[misiek9]

Witam wszystkich, czytałem trochę o przesunięciach fazowych, jednak nie udało mi się dotrzeć do wzoru (no chyba, że nie wiem, że to ten wzór) który pozwoli mi obliczyć, że do szeregowych obwodów RL i RC powinienem dać taką cewkę do jednego a do drugiego kondensator aby zobaczyć przesunięcie w fazach bliskie lub konkretnie 90 stopni? Chciałem się dowiedzieć czy dobrze wywnioskowałem, że opornik nie ma bezpośredniego wpływu na to przesunięcie?

[gwozdex]

Chciałem się dowiedzieć czy dobrze wywnioskowałem, że opornik nie ma bezpośredniego wpływu na to przesunięcie?

Dobrze wywnioskowałeś! Na rezystorze zarówno napięcie jak i prąd są zgodne w fazie.

[misiek9]

Hehe jeszcze brakuje mi tylko tych wartości elementów :p i było by cudnie :p

[c4r0]

Chciałem się dowiedzieć czy dobrze wywnioskowałem, że opornik nie ma bezpośredniego wpływu na to przesunięcie?

Dobrze wywnioskowałeś! Na rezystorze zarówno napięcie jak i prąd są zgodne w fazie.

Rezystor sam z siebie nie daje przesunięcia w fazie, ale chyba nie o to autorowi pytania chodziło. W obwodzie RC lub RL wartość rezystora ma przecież wpływ na argument impedancji, więc również na przesunięcie fazowe prądu względem napięcia. Nie wiem tylko czy można to nazwać wpływem bezpośrednim ale chyba tak - zmiana rezystancji powoduje zmianę przesunięcia fazowego.

Dodam jeszcze, że przesunięcie fazowe 90° mamy wtedy, gdy rezystancja jest zerowa. A w praktyce nie mamy materiałów bezstratnych, więc rezystancja nigdy zerowa nie będzie. Dlatego niezależnie od elementów nie uzyskasz w praktyce przesunięcia dokładnie 90°. A żeby się do tej wartości zbliżyć, musisz zapewnić jak najmniejszą rezystancję w obwodzie (w modelu szeregowym, jeśli rozpatrywać model równoległy to rezystancja powinna być jak największa).

[misiek9]

No ale to ciągle nikt mi nie podał wzoru :p i dalej nie wiem jak mam dobrać elementy, żeby dobrze pokazać przesunięcie fazowe :p to co mam robić?

[Melon]

misiek9: czy wiesz coś o liczbach zespolonych? Bo od tego trzeba wszystko wytłumaczyć

[misiek9]

Tak, znam liczby zespolone
Jestem początkującym elektronikiem, dopiero zaczynam, więc muszę się sporo nauczyć ale matmę mam opanowaną w dość dobrym stopniu

[Melon]

Impedancja cewki ZL = jwL
Impedancja kondensatora ZC = 1/(jwC)

W obwodzie szeregowym dodajesz impedancje poszczególnych elementów do siebie. W twoim przypadku wystarczy, że pozbędziesz się części urojonej i zniknie Ci faza. Jak jesteś taki dobry z matmy to sobie wzór sam wyprowadzisz ;P

[misiek9]

No do końca nie pamiętam czy to była jedyna możliwość ale trzeba to przemnożyć przez liczbę sprzężoną do niej (liczb zespolonych dawno nie miałem ale myślę, że sobie poradzę )

[szimon]

Wzór ogólny na impedancję zespoloną indukcyjności i pojemności:


Przesunięcie kątowe napięcia względem prądu:


Impedancja zespolona dla szeregowego obwodu RLC:


Przykładowo, w obwodzie szeregowym RLC dla wartości elementów:
R=10kΩ, L=0,1H, C=1µF mamy, przy częstości wymuszenia 5kHz:


Oznacza to, że napięcie w obwodzie wyprzedza w fazie prąd o ok. 17°.

[c4r0]

http://www.kpsec.freeuk.com/imped.htm

Co do wzoru to nie wiem w czym problem. Wystarczy zapisać impedancję tego tworu co masz w postaci wykładniczej, wtedy bezpośrednio masz wartość przesunięcia fazowego w argumencie tej liczby. Jeśli chcesz policzyć impedancję jakiegoś układu z kilku elementów to używasz takich samych wzorów jak z rezystorami, czyli przy połączeniu szeregowym Z=Z1+Z2+...+Zn, a przy połączeniu równoległym 1/Z=1/Z1+1/Z2+...+1/Zn. Jeśli chcesz uzyskać jak największe przesunięcie, to musisz użyć po prostu samej cewki albo kondensatora. Dodanie rezystora, niezależnie od jego wartości i sposobu podłączenia, zawsze zmniejszy przesunięcie fazowe.

[Melon]

No tak, ale czy poprzez dodanie rezystora nie tracisz mocy sygnału (rośnie impedancja w końcu). Czy nie lepiej zastosować cewkę lub kondensator, w celu likwidacji przesunięcia fazowego?

[szimon]

Sam kondensator lub sama cewka wprowadza przesunięcie ±90°. Jeśli chcesz skompensować przesunięcie z zakresu (0°;90°), to samą cewką/kondensatorem tego nie osiągniesz.

[Melon]

Moment, bo się chyba nie rozumiemy.

Mamy na początku rezystor, nie wprowadza (teoretycznie) przesunięcia fazowego). Następnie dodajemy, następnie dodajemy "jakiś" element.

Jeżeli przesunięcie fazowe jest dodatnie, to dodajemy szeregowo kondensator (zmniejsza fazę).
Jeżeli przesunięcie fazowe jest ujemne, to dodajemy szeregowo cewkę.


Możesz wyjaśnić, dlaczego dodanie jednego elementu (cewki lub kondensatora) nie zlikwiduje przesunięcia fazowego?

[szimon]

Dobra, faktycznie, co innego ja miałem na myśli, a co innego Ty. Faktycznie w gałęzi RLC można odpowiednią wartością dodanej indukcyjności lub pojemności zniwelować przesunięcie, uzyskując rezonans szeregowy RLC.