Мониторинг фаз, помогите розобраться

[jerry]

Благодарю за совет. Проделал все как сказали, реально увидел сдвиг фаз между током и напряжением на любой частоте. Теперь хочется понять как крутит фазу именно фильтр и почему меняют местами плюс с минусом при больших значениях емкости конденсатора или катушки в фильтре. Использую вот такую схему как на рисунке в аттачменте и вижу, что фаза начинает крутиться приближаясь к частоте раздела и ниже ее. Максимальное значение этого кручения достигает 90 градусов, больше не видел. Так почему же меняют полярность при подключении динамиков через большие емкости???

[vgg60]

Возможно, тут работает не только активное сопротивление обмотки, но и её индуктивность, совместно с ёмкостью конденсатора? Надо просто промоделировать в симуляторе схему из ёмкости и параллельно включённых индуктивности с активным сопротивлением.

[YAA]

Эквивалентная схема динамика - скорее, последовательно включенные сопротивление и индуктивность...
Ну хорошо, давйте рассмотрим, что присходит при последовательном включении ёмкости, индуктивности и сопротивления. Во вложении - схема. Ток I (обозначен синим цветом) во всей цепочке течёт один и тот же, поэтому будем все углы (фазы) отсчитывать от него. Напряжение на сопротивлении (желтый цвет) будет UR=I*R и совпадает по фазе с током. Напряжение на индуктивности (фиолетовый цвет) будет равно UL=I*w*L, где w=2*ПИ*f - круговая частота. Напряжение опережает ток на 90гр. Напряжение на ёмкости (зелёный цвет) будет равно UC=I/(w*C). Напряжение отстаёт от тока на 90гр. Но сумма этих напряжений (не арифметическая сумма, а сумма векторов), UR,UL,UC даёт напряжение генератора U (красный цвет). Но напряжение U - это входное напряжение на фильтре. Если напряжение на сопротивлении UR считать выходом фильтра, то нетрудно заметить, что между выходным и входным напряжением имеется сдвиг фазы Ф. При изменении частоты этот сдвиг будет меняться - вектор U начнёт поворачиваться (красный пунктир), но поскольку, если это выход генератора напряжения, то амплитуда U (длина вектора) меняться не будет. Зато всё остальное, в том числе и UR (амплитуда выходного сигнала), будет.
Наиболее адекватным математическим аппаратом, для описания таких процессов, является теория функций комплексной переменной.

Что касается изменения полярности динамиков, то я, честно говоря, впервые об этом слышу. Не могли бы Вы дать ссылочку, где про это написано, тогда, может быть, ситуация прояснится. Я знаю, что в колонках производят фазировку динамиков. А разные колонки должны быть сфазированы между собой. Если посмотреть на динамик, то на нём можно обнаружить знак "+", хотя, вроде бы, он должен работать при любой полярности. Дело в том, что так обозначают направление движения диффузора. При подаче напряжения плюсом на "+" динамика, диффузор должен двигаться наружу. При обратной полярности - втягиваться внутрь. (Может и наоборот (не помню) - надо уточнить). Обычно это проверяют или визуально, или с помощью пушинки (бумажки и т.п.).

[vgg60]

Действительно, ближе к реальности будет последовательное соединение. Понятно, что совсем близко к реальности некоторое "смешанное" соединение, распределённое сопротивление и индуктивность, но параллельное соединение хуже отразит действительность, чем последовательное. Здесь я согласен.

[YAA]

Действительно, ближе к реальности будет последовательное соединение. Понятно, что совсем близко к реальности некоторое "смешанное" соединение, распределённое сопротивление и индуктивность, но параллельное соединение хуже отразит действительность, чем последовательное. Здесь я согласен.

Здесь проверкой могут быть "предельные случаи". На постоянном токе должно быть R (4, 8, 16, или сколько-то Ом), а не КЗ. На очень высокой частоте - скорее L (обрыв), чем сколько-то Ом.

[vgg60]

Это понятно. Про предельные случаи. Я просто сразу поторопился. Мне показалось, что при параллельном соединении какая-то концепция начала вырисовываться. Именно поэтому и написал так. Но, как говорил классик, "Торописа не надо...."

[abbe86]

Скажите пожалуйста студенту, почему ток в цепи с емкостью опережает по фазе от напряжения на 90 градусов? 5 поставлю

[abbe86]

Что такое реактивная энергия в цепи с емкостью?
Что значит: фи<0; фи=0; фи>0?

[rustot]

философски - в конденсаторе яйц... ток порождает напряжение, чтобы появилось сколько то напряжение сначала должно протечь сколько то тока, поэтому и опережает.
математически - U=sin(t); I = C * dU/dt = C * sin(t)' = C * cos(t) = C * sin(t+90) = C * U(которое будет через 90)
графически - рисуем синусоиду напряжения. ток в каждой точке пропорционален наклону синусоиды, если это нарисовать видно что получилась та же синусоида сдвинутая назад

'опережает на 90' относится к синусоидальному напряжению только. прямоугольники, треугольники, импульсы и прочее в конденсаторе током не опережаются а корежатся. конденсатор не предугадывает каким будет напряжение в следующий момент, он просто корежит ('берет производную') напряжение таким образом, что именно из синусоиды получается сдвинутая синусоида. а к примеру из треугольника - квадрат

[Coolish]

А вот ещё вопрос, развивая тему
Как передаётся сигнал (синусиода) через трансформатор, со сдвигом фазы или без?

А если в сети "плохой синус", можно ли подключить через трансформатор осциллограф и увидеть то же самое, что в сети, или трансформатор всё сгладит до синуса?

[rustot]

идеальный трансформатор передает форму сигнала как есть, то есть принципиальных причин для сдвига фаз нет. на практике конечно слегка корежит, как из любой другой реальный элемент.

[RA0SRR]

Скажите пожалуйста студенту, почему ток в цепи с емкостью опережает по фазе от напряжения на 90 градусов? 5 поставлю

Преподаватель электротехники объяснил нам, 16летним пацанам, это таким образом. "Ток, когда течет через индуктивность (катушку), запутывается в ее витках и не успевает за напряжением. А в конденсаторе ему путаться негде, вот и опережает". И все понятно было. ...пока не начали строить векторные диаграмммы....