Oscillationsfase

Oscillationsfasen er komplet eller øjeblikkelig - et argument for en periodisk funktion, der beskriver en oscillerende eller bølgeproces .

Initial oscillationsfase - værdien af ​​oscillationsfasen (fuld) i det indledende tidspunkt af tiden, det vil sige ved (for en oscillerende proces), såvel som i det indledende tidspunkt af tiden ved koordinatsystemets begyndelse, dvs. , på et punkt med koordinater (for en bølgeproces).

Oscillationsfasen (i elektroteknik ) er argumentet for en sinusformet funktion (spænding, strøm), tællet fra det punkt, hvor værdien går gennem nul til en positiv værdi [1] .

Definitioner

Oscillationsfase  - Harmonisk Oscillation

Værdien inkluderet i argumentet for cosinus- eller sinusfunktioner kaldes oscillationsfasen beskrevet af denne funktion:

Typisk taler man om fase i forhold til harmoniske svingninger eller monokromatiske bølger . Når man for eksempel beskriver en størrelse, der oplever harmoniske svingninger, bruges et af udtrykkene:

På samme måde, når man beskriver en bølge, der forplanter sig i et-dimensionelt rum, bruges udtryk for formen:

for en bølge i rummet af enhver dimension (for eksempel i tredimensionelt rum):

Oscillationsfasen (fuld) i disse udtryk er argumentet for funktionen, det vil sige udtrykket skrevet i parentes; den indledende fase af oscillationer er en værdi, der er et af vilkårene for den samlede fase. Når man taler om den fulde fase, er ordet fuld ofte udeladt.

Oscillationer med samme amplituder og frekvenser kan variere i fase. Fordi:

derefter

Forholdet angiver, hvor mange perioder der er gået siden starten af ​​svingninger. Enhver værdi af tid udtrykt i antallet af perioder svarer til en faseværdi udtrykt i radianer. Så efter tidens forløb (en kvart periode) vil fasen være efter halvdelen af ​​perioden - efter forløbet af en hel periode osv.

Da sinus- og cosinusfunktionerne falder sammen med hinanden, når argumentet (det vil sige fase) forskydes , er det bedre kun at bruge en af ​​disse to funktioner til at bestemme fasen, og ikke begge på samme tid, for at undgå forvirring. Efter sædvanlig konvention anses fasen for at være cosinusargumentet , ikke sinusargumentet [ 2] [3] .

Det vil sige, for en oscillerende proces (se ovenfor), fasen (fuld):

for en bølge i et-dimensionelt rum:

for en bølge i tredimensionelt rum eller rum af enhver anden dimension:

, hvor  er vinkelfrekvensen (en værdi, der viser, hvor mange radianer eller grader fasen vil ændre sig på 1 s; jo højere værdi, jo hurtigere vokser fasen over tid);  - tid ;  - den indledende fase (det vil sige fasen kl  er bølgetallet ;  er koordinaten for observationspunktet for bølgeprocessen i et-dimensionelt rum;  er bølgevektoren ;  er radiusvektoren for et punkt i rummet (et sæt koordinater, f.eks. Cartesian ).

I ovenstående udtryk har fasen dimensionen af ​​vinkelenheder ( radianer , grader ). Fasen af ​​den oscillerende proces, analogt med den mekaniske rotationsproces, udtrykkes også i cyklusser , det vil sige brøkdele af perioden for den gentagne proces:

1 cyklus = radian = 360 grader.

I analytiske udtryk (i formler) er repræsentationen af ​​fasen i radianer overvejende (og som standard), repræsentation i grader er også ret almindelig (tilsyneladende som ekstremt eksplicit og ikke fører til forvirring, da gradens tegn aldrig er accepteret at blive udeladt enten i mundtlig tale eller skriftlig). Angivelsen af ​​fasen i cyklusser eller perioder (med undtagelse af verbale formuleringer) er relativt sjælden inden for teknologi.

Nogle gange (i den semiklassiske tilnærmelse , hvor der bruges kvasi-monokromatiske bølger, det vil sige tæt på monokromatiske, men ikke strengt monokromatiske, såvel som i stiintegral formalisme , hvor bølger kan være langt fra monokromatiske, selvom de stadig ligner monokromatiske) , betragtes en fase, der er en ikke-lineær funktion af tid og rumlige koordinater , i princippet en vilkårlig funktion [4] :

Relaterede termer

I betragtning af to oscillerende processer med samme frekvens taler man om en konstant forskel i de samlede faser (ca. faseforskydning ) af disse processer. Generelt kan faseforskydningen variere med tiden, for eksempel på grund af vinkelmodulation af en eller begge processer.

Hvis to oscillerende processer forekommer samtidigt (f.eks. når de oscillerende mængder et maksimum på samme tidspunkt), så siges de at være i fase (svingninger er i fase ). Hvis momenterne for maksimum af en svingning falder sammen med momenterne for minimum af en anden svingning, så siger de, at svingningerne er i modfase (svingninger er modfase ). Hvis faseforskellen er ± 90 °, så siger de, at svingningerne er i kvadratur , eller at en af ​​disse svingninger er kvadratur i forhold til en anden svingning (reference, "i-fase", det vil sige tjener til at betinget bestemme den indledende fase ).

Hvis amplituderne af to antifase monokromatiske oscillatoriske processer er de samme, når sådanne oscillationer tilføjes (med deres interferens ) i et lineært medium, sker der gensidig udslettelse af oscillatoriske processer.

Handling

Handling er en af ​​de mest fundamentale fysiske størrelser, som den moderne beskrivelse af næsten ethvert ret fundamentalt fysisk system er bygget på [5]   - i sin fysiske betydning er det bølgefunktionens fase .

Noter

  1. GOST R 52002-2003. Elektroteknik. Begreber og definitioner af grundlæggende begreber. GOST giver en definition: "Fasen af ​​en (sinusformet elektrisk) strøm er et argument for en sinusformet elektrisk strøm, regnet fra det punkt, hvor strømværdien passerer gennem nul til en positiv værdi"
  2. Selvom der ikke er nogen grundlæggende grund til ikke at træffe det modsatte valg, hvilket nogle gange gøres af nogle forfattere.
  3. Normalt, ifølge denne konvention, betragtes den indledende fase af formens oscillation som lig ( sinusen halter efter cosinus i fase )
  4. Skønt i nogle tilfælde med pålæggelse af betingelser for ændringshastigheden osv., noget begrænser funktionens vilkårlighed.
  5. Der er systemer, på hvilke det er ubelejligt at anvende handlingens formalisme, og endda dem, hvor det i det væsentlige er uanvendeligt, men i moderne forstand er sådanne systemer opdelt i to klasser: et sådant system kan - i princippet - beskrives gennem handling), 2) vedrørende langt fra almindeligt anerkendte teoretiske konstruktioner

Litteratur