Phasenverschiebung
Bei einem sich zeitlich ändernden Strom (Wechselstrom) nennt man das verspätet oder auch verfrühtes Eintreten der Wirkung eine elektrische Phasenverschiebung. Für die genaue Beschreibung des Verhaltens eines elektrischen Bauteils ist es ausreichend die Phasenverschiebungen der einzelnen spektral wirkenden Komponenten (Sinus- bzw. Kosinusanteile) zu kennen. Die Phasenverschiebung ist die Differenz der Phasenwinkel der jeweiligen Signale.
Unterscheiden sich zwei Sinusgrößen gleicher Frequenz durch ihre Nullphasenwinkel, so heißen sie phasenverschoben. Dabei heißt jene voreilend bzw. nacheilend deren jeweilige Phasen (z.B. Höchstwert) innerhalb einer halben Periodendauer früher bzw. später eintreten. Die Differenz der Nullphasenwinkel Δφ heißt Phasenverschiebungswinkel.
In der Tontechnik wird unrichtig von Phasenverschiebung 180° gesprochen, wenn einfache Verpolung gemeint ist. Was nicht klar ist, dass es wirklich nicht möglich ist Musiksignale in der Phase zu verschieben; das geht nur, wie oben angegeben, mit Sinussignalen gleicher Frequenz.
Bei elektrischem Strom erzeugt z.B. eine Kupferspule (Spule) eine Phasenverschiebung (je nach Typ ob Luftspule, Kernspule o.a. entstehen andere Verschiebungen). Bei einer Messung zwischen dem Primärkreis und dem Sekundärkreis mittels eines 1:1 Trenntrafo würde man beim zweiten Stromkreis einen gegen den 1. Stromkreis phasenverzögerten Stromanstieg verzeichnen.
Der Effekt der Phasenverschiebung ist für die Betreiber von Stromnetzen von großer Bedeutung. Durch phasenverschobene Leitungbelastung z. B. von Motoren oder Transformatoren werden die Netze stark belastet. Eine Abhilfe schaffen so genannte Kompensatoren. Diese weisen das umgekehrte Verhalten von induktiven Phasenverschiebungen auf. Die beiden Phänomene kompensieren sich, wenn diese zusammengeschaltet werden.
Die Phasenverschiebung wird häufig als Kosinus des Verschiebungswinkels Phi (φ), also cos(φ), angegeben. Eine Phasenverschiebung von 0 bedeutet keinen Energieaustausch, d. h. cos(φ) = 1 ist anzustreben. Wenn der Winkel φ positiv ist, spricht man von einer induktiven, wenn er negativ ist, von einer kapazitiven Phasenverschiebung.
siehe auch: Kondensator, Spule, Übertragungsfunktion, Bode-Diagramm