Электротехника

Векторное изображение электрических величин.

При расчёте цепей переменного тока часто приходится производить операции сложения и вычитания токов и напряжений. Когда токи и напряжения заданы аналитически или временными диаграммами, эти операции оказываются весьма громоздкими. Существует метод построения векторных диаграмм, который позволяет значительно упростить действия над синусоидальными величинами. Покажем, что синусоидальная величина может быть изображена вращающимся вектором.

Пусть вектор I_m вращается с постоянной угловой частотой против часовой стрелки. Начальное положение вектора I_m задано углом (рис.1). Проекция вектора I_m на ось y определяется выражением , которое соответствует мгновенному значению переменного тока. Таким образом, временная диаграмма переменного тока является развёрткой по времени вертикальной проекции вектора I_m, вращающегося со скоростью .

Изображение синусоидальных величин с помощью векторов даёт возможность наглядно показать начальные фазы этих величин и сдвиг фаз между ними.

На векторных диаграммах длины векторов соответствуют действующим значениям тока, напряжения и ЭДС, так как они пропорциональны амплитудам этих величин.

На рис.2 показаны векторы Е₁ и Е₂ с начальными фазами и и сдвигом фаз.

Совокупность нескольких векторов, соответствующих нулевому моменту времени, называют векторной диаграммой. Необходимо иметь в виду, что на векторной диаграмме векторы изображают токи (напряжения) одинаковой частоты.