如同时研究二个或多个周期变化的交变量,由幅值为零至某一瞬间值所占一个周期中的角度数,就称为相角。例如:甲交流量正在增大,但乙交流量却正在减少。如果取一瞬间来分析,则它们的瞬时值也许是不同的。如图1:当时间是零时,电流 与电流 之瞬时值不同。为了说明这种现象,可用相位表示。电流 在循环刚开始时(或者说 的时间),与我们研究的某一瞬间(t=0的时间)相差多少,以角度表示,即为此 的初相角。一个周期相当于360°角(即 角)。如图2, 之初相角是 , 之初相角是 。但如果我们研究的瞬间改为刚好是 时,则 之初相角是零,但 之初相角则为 。所以初相角是相对的,比较的,用它可以说明若干个交流量的循环起始位置。

初相角又可用矢量表示, 与横轴所夹的角为 之初相角 , 与横轴所夹的角为 之初相角 。

图1 初相角的波形图

图2 初相角的矢量图

(1)初相角通常是在180°的范围内取值,相位差也在该范围内取值。初相角用角度或弧度表示均可。

(2)凡是同频率的任意两个正弦量,不管是两个电压还是两个电流,或者是一个电压一个电流,都可以讨论它们的相位关系。频率不同的两个正弦量,因它们没有确定的相位差,所以讨论它们之间的相位差是没意义的。

(3)相位差与计时起点的选择无关。因为当两个同频率正弦量的计时起点改变时,它们的初相角也随之改变。但两者的相位差仍保持不变。

相位差

两个正弦交流电它们的振幅和角频率完全相同,但是初相角 不同,我们不能说这两个正弦交流电完全相同。正弦交流电的初相角不相同,反映两个正弦交流电在相位上的不同,初相角对分析正弦交流电是非常重要的。如果两个振幅和频率相同的正弦交流电流初相角也相同,则两电流相加振幅增大一倍,如果初相角相差 ,则两电流完全反相,相加后互相抵消,合成电流为零。

初相角是指在t=0时的正弦交流电的相位角,两个不同初相角的交流电流可以表示为:

图3不同初相角的正弦电流

实际上初相角与时间的起点选择有关,时间起点不同初相角也不同。t=0时,函数值为零,则初相角为零;函数值为正,初相角为正;函数值为负,初相角为负。图3表示三种不同初相角的交流电流,其中 的初相角为 , 的初相角为零, 的初相角为 ,它们的瞬时值分别为:

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