6.4
הפאזורים והסינוסואידים התואמים להם קשורים זה בזה, ומציעים תובנות ייחודיות לגבי ההתנהגות של מעגלי זרם חילופין (AC). אחת הדרכים להבין את הקשר הזה היא בא…
שקול סינוסואיד ואת phazor המתאים שלה.
הנגזרת של הסינוסואיד בתחום הזמן שווה לפזור שלו כפול j-omega בתחום הפאזור.
באופן דומה, כאשר משלבים סינוסואיד בתחום הזמן, הוא הופך לפאסור שלו מחולק על ידי j-omega בתחום הפאזור.
טרנספורמציות אלה מניבות את פתרון המצב היציב הסינוסואידי מבלי לדעת את הערכים הראשוניים.
כעת, חשבו על שני פאזורים בצורות מלבניות וקוטביות. כדי להוסיף שני phasors אלה, צורות מלבניות שלהם משמשים.
החלק הממשי של הפאסור המתקבל הוא סכום החלקים הממשיים של שני הפאזורים, והחלק המורכב שלו הוא סכום החלקים המרוכבים של הפאסורים הבודדים.
באופן דומה, כדי להחסיר שני phasors, צורות מלבניות שלהם משמשים. החלקים הממשיים והמורכבים של הפאזור המתקבל הם ההבדלים בין החלקים הממשיים והדמיוניים של הפאזורים הבודדים.
צורות קוטביות משמשות להכפלה ולחלוקה של כל שני פאזורים, והצמידות המורכבת של פזור יכולה לבוא לידי ביטוי הן בצורה מלבנית והן בצורה קוטבית.
View the full transcript and gain access to JoVE Core videos
Q1: How does differentiation of a sinusoid transform between time and phasor domains?
When you differentiate a sinusoid in the time domain, it transforms into its corresponding phasor multiplied by j-omega (jω) in the phasor domain, where j is the imaginary unit and ω is the angular frequency. This transformation allows you to find steady-state solutions without knowing initial values, simplifying AC circuit analysis significantly.
Q2: What happens to a sinusoid when it is integrated in the phasor domain?
Integration of a sinusoid in the time domain translates into its corresponding phasor divided by j-omega in the phasor domain. This transformation provides a direct method to obtain steady-state solutions for sinusoidal signals without requiring initial variable values, making it essential for AC circuit problem-solving.
Q3: Why are rectangular forms used for adding and subtracting phasors?
Rectangular forms express phasors as complex numbers with real and imaginary parts, making component-wise addition and subtraction straightforward. The real part of the resultant phasor equals the sum or difference of the real parts, while the imaginary part equals the sum or difference of the imaginary parts of the individual phasors.
Q4: When should you use polar form for phasor operations?
Polar forms, expressing phasors as magnitude and angle, are used for multiplication and division. The resultant magnitude equals the product or quotient of individual magnitudes, and the resultant angle equals the sum or difference of individual angles. This approach simplifies complex phasor calculations in AC circuit analysis.
Q5: How is the complex conjugate of a phasor expressed and why is it important?
The complex conjugate of a phasor is obtained by changing the sign of its imaginary part and can be expressed in both rectangular and polar forms. This operation is crucial in many AC circuit applications, including the computation of power, making it fundamental to understanding phasor relationships for circuit elements.
Q6: What is the relationship between phasors and their corresponding sinusoids?
Phasors and sinusoids are interrelated mathematical representations of AC signals. Phasors transform sinusoidal time-domain operations into algebraic operations in the phasor domain through differentiation and integration rules. This relationship simplifies AC circuit analysis by allowing steady-state solutions to be found without initial conditions.
Q7: How do phasor arithmetic operations differ based on the form used?
Phasor arithmetic requires selecting the appropriate form for each operation: rectangular forms for addition and subtraction enable direct component combination, while polar forms for multiplication and division enable magnitude and angle operations. Choosing the correct form streamlines calculations and reduces computational complexity in AC circuit problems.