周期性波形的波粒的位置稱為波形的“相位”。一個波形的一個完整周期的完整相位是360°。

當兩個或多個相同頻率的波在介質中干擾或在同一路徑上傳播時，波的“相位”在產生所需輸出方面起著重要作用，而其中不會出現任何噪聲。

相位也可以定義為“兩個波相對于彼此的相對位移”。

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相位也可以用弧度和度數表示。1 弧度 = 57.3 度。

相位差

正弦波的相位差可以定義為“一個波領先或落后于另一波的時間間隔”，相位差不是一個波的特性，而是兩個或多個波的相對特性。這也稱為“相位角”或“相位偏移”。

由希臘字母 Phi (Φ) 表示的相位差。波形的完整相位可以定義為 2π 弧度或 360 度。

超前相位意味著，一個波形領先于另一個具有相同頻率的波，滯后相位意味著，一個波形落后于另一個具有相同頻率的波。

相位正交：當兩個波之間的相位差為 90?0時（可能是 = + 90?0或 – 90?0），則稱這些波處于“相位正交”狀態。

相位相反：當兩個波之間的相位差為 180?0（可能是 = + 180?0或 – 180?0）時，則稱這些波處于“相位相反”。

要清楚地理解這個概念，請觀察下圖。

波形的時間間隔和相位彼此成反比。它的意思是

t deg = 1 / (360 f ) (度)

t rad = 1 / (6.28 f ) (弧度)

其中 f 是波形的頻率，t 是時間周期。

例如，如果兩個正弦波具有相同的頻率并且具有 π/2 弧度的相移，則波的相位可以定義為 (nπ + 1) 和 nπ 弧度。

波形的相移也可以用時間段 (T) 來表示。例如 + 6ms 和 – 7ms 等。

相位差方程

使用波形的最大電壓或幅度，正弦波形的相位差可以用下面的公式表示，

A?(t)?= Amax ×sin(ωt±?)

? ? ? ? ? ? ? ? 其中：

Amax 是測量正弦波的幅度

ωt 是角速度（弧度/秒）

Φ 是相位角。（弧度或度數）

如果 Φ < 0，則稱波的相位角為負相位。類似地，如果 Φ > 0，則稱波的相位角處于正相位。

正弦波形的相位關系

每個交流波形都有其電流、電壓和頻率。如果兩個波形的電壓和角速度相同，那么它們的相位在任何時刻也是相同的。

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?在上圖中，可以看到三個波分別從坐標軸的原點開始，在坐標軸的原點超前和在坐標軸的原點滯后。

波形相位差

異相

當交變波形具有相同頻率但不同相位時，它們被稱為“異相”。對于異相波，相位差不為零。觀察下圖，它描述了兩個正弦波的異相概念。對于同相波形，延遲是波長數量的分數，如 1/2、2/3、3/5……等。

在上圖中，波浪“B”領先 90?0?(Φ = 90?0?) 到達波浪“A”。所以我們可以說這兩個波是異相的。

對于異相波，有兩個條件，它們是：

1.領先階段

2. 滯后階段

領先階段

當相同頻率的兩個波形沿同一軸傳播并且一個波形領先于另一個波形時，則稱為“超前相位波”。

超前相位波形的電流和電壓方程為

電壓 (Vt) = Vm sin ωt

電流 (it) = Im sin (ωt – Φ)

其中 Φ 是超前相位角。

滯后階段

當相同頻率的兩個波形沿同一軸傳播并且一個波形落后于另一個波形時，則稱為“滯后相位波”。

超前相位波形的電壓和電流方程為

電壓 (Vt) = Vm sin ωt

電流 (it) = Im sin (ωt + Φ)

其中 Φ 為滯后相位角。

IN 相位正弦波形

當兩個交替波的相位差為零時，這些波被稱為“同相”。當兩個波形具有相同的頻率和相同的相位時，就會發生這種情況。對于同相波形，延遲是整數個波長，如 0、1、2、3…… 同相波形如下圖所示。

?上圖中的波形具有不同的幅度（最大電壓），但它們具有相同的頻率。

例如：如果兩個正弦波 A 和 B 異相并且相位差為 25?0，那么我們可以將波之間的關系解釋為

浪“A”領先浪“B”25?0或浪“B”落后浪“A”25?0。所以這些波形的電流和電壓也隨著異相波形的相移而變化。

電壓和電流與 R、L、C 的相位關系

RLC電路也稱為“諧振電路”。下面解釋電阻器、電容器和電感器相對于相位的電壓和電流行為。

• 電阻器：在電阻器中，電流和電壓同相。因此它們之間的相位差被測量為 0。
• 電容器：在電容器中，電流和電壓不同相，電流超前電壓90?0。因此電容器中電流和電壓之間的相位差被測量為 90?0。
• 電感器：在電感器中，電流和電壓也不在同一相位。電壓超前電流90?0，因此電容器中電壓和電流的相位差為90?0。這與電容器的性質完全相反。

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總結

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