6.3
פאזורים הם כלי מתמטי רב עוצמה המשמש לניתוח מעגלי זרם חילופין (AC). הם מספקים ייצוג של מספרים מרוכבים של סינוסואידים, כאשר גודל הפאזור משווה לאמפליטודה…
פאזורים הם ייצוגים מורכבים של הסינוסואידים כאשר גודל הפאסור שווה למשרעת, והזווית שווה לפאזה הנמדדת מציר ה-x החיובי.
הם מפשטים את הניתוח של מעגלי AC על ידי ביטול תלות הזמן של הזרם והמתח, והופכים את המעגל לצורתו המקבילה DC.
ניתן לייצג את הפאסורים בצורות מלבניות, קוטביות או מעריכיות באמצעות זהות אוילר.
כדי לקבל את הפאסור של סינוסואיד בצורת הסינוס, תחילה המירו אותו לצורת קוסינוס ולאחר מכן בטאו אותו כחלק הממשי של המספר המרוכב.
הפזור של סינוזואיד זה שווה לחלק הבלתי תלוי בזמן של המספר המרוכב.
לעומת זאת, הסינוסואיד של פזור נתון מתקבל על ידי הכפלת הפאסור עם גורם הזמן ולקיחת חלקו האמיתי.
ניתן לייצג את הפאסורים כווקטורים מסתובבים או סינורים בכיוון נגד כיוון השעון במישור מורכב בעל תדירות זוויתית קבועה, והדיאגרמות המתארות אותם ידועות כדיאגרמות פאזור.
ההקרנה של הסינור המסתובב על הציר האמיתי מייצגת את הסינוסואידים.
View the full transcript and gain access to JoVE Core videos
Q1: What is a phasor and how does it simplify AC circuit analysis?
A phasor is a complex number representation of a sinusoid where the magnitude equals the amplitude and the angle represents the phase from the positive x-axis. Phasors simplify AC circuit analysis by eliminating time dependence, transforming the circuit into its equivalent DC form for easier calculations and analysis.
Q2: How do you convert a sinusoid in sine form to its phasor representation?
First convert the sine form sinusoid into cosine form, then express it as the real part of a complex number. The phasor equals the time-independent part of this complex number, removing the temporal component while preserving amplitude and phase information for circuit analysis.
Q3: What are the different forms used to represent phasors?
Phasors can be represented in rectangular, polar, or exponential forms using Euler's identity, which establishes the relationship between trigonometric and exponential functions. Each form offers distinct advantages for circuit analysis and mathematical manipulation depending on the specific application and calculation requirements.
Q4: How do you recover a sinusoid from a given phasor?
Multiply the phasor by a time factor and take the real part of the resulting complex number. This operation reintroduces the time dependence, converting the frequency-domain phasor representation back into the time-domain sinusoidal waveform for practical circuit applications and measurements.
Q5: What is a phasor diagram and what do the rotating vectors represent?
A phasor diagram depicts phasors as rotating vectors, or sinors, spinning counterclockwise on a complex plane at constant angular frequency. The projection of these rotating sinors onto the real axis represents the instantaneous values of the sinusoids they correspond to at any given moment.
Q6: How do phasors enable circuit analysis using phasor relationships?
Phasors transform AC circuit analysis by converting sinusoidal voltages and currents into complex numbers, allowing circuits to be analyzed using algebraic methods similar to DC analysis. Understanding phasor relationships for circuit elements enables engineers to apply Kirchhoff's laws and other circuit theorems directly to frequency-domain representations.
Q7: Why is Euler's identity important for phasor representation?
Euler's identity establishes the fundamental relationship between trigonometric and exponential functions, enabling phasors to be expressed in rectangular, polar, or exponential forms. This mathematical tool is essential for converting between different phasor representations and performing complex AC circuit calculations efficiently and accurately.