Phasenwinkel
Physikalische Größe | |||||||
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Name | Phasenwinkel, Phase | ||||||
Formelzeichen | |||||||
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DerPhasenwinkel oder diePhase gibt die aktuelle Position im Ablauf eines periodischen Vorgangs an. Fürsinusförmige Verläufe ist die Phase die Größe, von der die Winkelfunktionunmittelbar abhängt[1][2][3] (mathematisch als „Argument“ derFunktion bezeichnet). Sie hat daher die Dimension eines Winkels.

Man kann sich den Verlauf einerharmonischen Schwingung durch einenZeiger veranschaulichen, der sich mit konstanterWinkelgeschwindigkeit um den Koordinatenursprung dreht (siehe Abbildung). Wenn man diesen Zeiger auf eine der beiden Koordinatenachsen projiziert, führt der Endpunkt der Projektion dabei die harmonische Schwingung aus. Der Winkel, den der Zeiger mit der horizontalen Achse einschließt, ist der Phasenwinkel.
Definitionen
[Bearbeiten |Quelltext bearbeiten]Für die Kosinus-Funktion
werden in den Normen folgende Größen definiert:
- derPhasenwinkel als das linear von der Zeit abhängige Argument dieser Funktion,
- dieKreisfrequenz als Konstante mit derFrequenz oder derPeriodendauer ,
- derNullphasenwinkel als Phasenwinkel zum Zeitpunkt.
Daran gekoppelt ist bei zwei gleichfrequenten sinusförmigen Schwingungen
- derPhasenverschiebungswinkel als die Differenz der Phasenwinkel bzw. Nullphasenwinkel der beiden Schwingungen. Teilweise wird diese Größe auch als „Phasendifferenz“, „Phasenunterschied“ oder „Phasenverschiebung“ bezeichnet.
Anders als der Phasenwinkel ist der Phasenverschiebungswinkel zeitlich eine Konstante.
Anwendungen
[Bearbeiten |Quelltext bearbeiten]- Elektrotechnik:
- BeiWechselstromwiderständen sindWechselspannung undWechselstrom gegeneinander in den Phasen verschoben.
- BeiDrehstrom sind die Spannungsschwingungen in den drei Leitungen um jeweils 120° verschoben.
- Interferenz: Bei einerSuperposition zweier oder mehrerer Wellen muss der aktuelle Phasenwinkel aller beteiligten Wellen beachtet werden. Sind die Wellen in dem betrachteten Punkt gleichphasig, so interferieren sie konstruktiv. Zwei gegenphasige Wellen gleicher Amplitude löschen sich gegenseitig aus (destruktive Interferenz).
- Phasenmodulation: Gezielte Beeinflussung des Phasenwinkels zur Modulierung eines Trägers in der Nachrichtentechnik.