서로 맞지 않는 두 개 이상의 AC 전압 이나 전류를 연관시켜야 할 때 상황은 복잡해지기 시작합니다 . "맞지 않는다"는 말은 두 파형이 동기화되지 않았다는 것을 의미합니다. 즉, 피크와 제로 포인트가 동일한 시간에 일치하지 않는다는 것입니다. 아래 그림의 그래프는 이에 대한 예를 보여줍니다.
위상이 다른 파형.
위에 표시된 두 파동(A 대 B)은 진폭과 주파수가 같지만 서로 일치하지 않습니다. 기술적으로 이를 위상 변화 라고 합니다. 앞서 0도에서 360도까지의 각도에 대한 삼각 사인 함수를 계산하여 "사인파"를 그리는 방법을 살펴보았습니다 .
사인파의 시작점은 0도에서 진폭이 0이었으나, 90도에서 최대 양의 진폭, 180도에서 0, 270도에서 최대 음의 진폭으로 진행되다가 360도에서 다시 시작점인 0으로 돌아왔습니다.
우리는 파형 플롯의 수평축을 따라 이 각도 척도를 사용하여 한 파동이 다른 파동과 얼마나 차이가 있는지 표현할 수 있습니다. 아래 그림
파동 A는 파동 B보다 45° 앞서 있습니다.
이 두 파형 사이의 변화는 약 45도이며, "A"파가 "B"파보다 앞서 있습니다. 다음 그래프에서는 이 개념을 더 잘 설명하기 위해 다양한 위상 변화의 샘플링이 제공됩니다. 아래 그림
위상 변화의 예.
위의 예에서 파형은 동일한 주파수에 있기 때문에 시간의 모든 지점에서 동일한 각도 양만큼 단계가 어긋납니다. 이러한 이유로 우리는 동일한 주파수의 두 개 이상의 파형에 대한 위상 변화를 파동 전체에 대한 상수 양으로 표현할 수 있으며, 파동을 따라 두 특정 지점 사이의 변화만을 표현하는 것이 아닙니다.
즉, "전압 'A'는 전압 'B'와 45도 위상 차이가 있다"고 말하는 것이 안전합니다. 진화에서 앞서는 파형을 선행 이라고 하고 뒤처진 파형을 후행 이라고 합니다 .
전압과 마찬가지로 위상 변화는 항상 두 가지 사물 간의 상대적인 측정입니다. 위상에 대한 알려진 보편적 기준이 없기 때문에 절대 위상 측정이 있는 파형이라는 것은 사실상 없습니다 .
일반적으로 AC 회로 분석에서 전원 공급 장치의 전압 파형은 위상의 기준으로 사용되며, 해당 전압은 "0도에서 xxx 볼트"로 표시됩니다. 해당 회로의 다른 AC 전압이나 전류는 해당 소스 전압에 대한 상대적인 용어로 위상 이동이 표시됩니다.
이것이 AC 회로 계산을 DC보다 더 복잡하게 만드는 것입니다. 옴의 법칙 과 키르히호프의 법칙을 적용할 때 AC 전압과 전류의 양은 진폭뿐만 아니라 위상 이동도 반영해야 합니다. 덧셈, 뺄셈, 곱셈 및 나눗셈의 수학적 연산은 위상 이동과 진폭의 이러한 양에 대해 작동해야 합니다.
다행히도 진폭과 위상을 표현하는 데 이상적으로 적합한 복소수 라는 수학적 양의 체계가 있습니다 .
복소수의 주제는 AC 회로를 이해하는 데 매우 필수적이므로, 다음 장에서는 복소수 주제에만 전념하겠습니다.
검토:
- 위상 변화 란 두 개 이상의 파형이 서로 일치하지 않는 것을 말합니다.
- 두 파동 사이의 위상 변화량은 각도 단위로 표현할 수 있으며, 이는 삼각 사인 함수를 그리는 데 사용되는 파형 그래프의 수평 축에 있는 각도 단위로 정의됩니다.
- 선행 파형 은 진화에서 다른 파형보다 앞서 있는 파형으로 정의됩니다. 후행 파형은 다른 파형보다 뒤에 있는 파형입니다. 예:
- AC 회로 분석을 위한 계산은 전압 및 전류 파형의 진폭과 위상 이동을 모두 고려해야 완벽하게 정확합니다. 여기에는 복소수 라는 수학적 시스템을 사용해야 합니다 .