Phasenverschiebung
Als Phasenverschiebung werden zeitliche Differenzen im Ablauf von verschiedenen Vorgängen bezeichnet. Erscheinungen der Phasenverschiebung treten vor allem in der Elektrotechnik, der Elektroakustik, der Akustik und in der Schwingungs-Mechanik auf.
Bei harmonischen Schwingungen bezeichnet das Maß der Phasenverschiebung die zeitliche Differenz der Nulldurchgänge zweier Schwingungen. Bei Schwingungen mit gleicher Periodendauer bzw Frequenz setzt man die Periodendauer gleich 360° und gibt das Maß der Phasenverschiebung als Winkel Δ φ an. Dieser Winkel wird auch Phasendifferenz oder Phasenwinkel genannt.
Elektrotechnik
In der Elektrotechnik kommt bei Wechselstrom häufig eine Phasenverschiebung zwischen dem Strom und der ihn verursachenden Spannung zustande, das heißt, die Nulldurchgänge der Stromschwingung sind gegenüber den Nulldurchgängen der Spannungs-Schwingung zeitlich bzw. um einen bestimmten Winkel verschoben. Diese Erscheinung ergibt sich daraus, daß Bauteile mit induktiven Komponenten eine den Strom „bremsende“ und Bauteile mit kapazitiven Komponenten eine „saugende“ Wirkung gegenüber der sich ändernden Wechselspannung ausüben.
Man spricht hier von einem „Nacheilen“ mit negativem Phasenverschiebungswinkel bzw. einem „Voreilen“ mit positivem Phasenverschiebungswinkel des Stromes gegenüber der Spannung. Bei einer rein kapazitiven Belastung durch einen „idealen“ Kondensator ist der Phasenwinkel Δ φ = 90°, bei einer rein induktiven Belastung durch eine „ideale“ Spule ohne ohmischen Widerstand ist der Phasenwinkel Δ φ = - 90°.
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:
Hochfrequenztechnik
Hier wird die Phasenverschiebung zur Phasenmodulation verwendet. Im zweiseitigen Frequenzspektrum bedeutet das, dass die Spektrallinie der Trägerfrequenz um die Frequenzachse rotiert werden und somit auf verschiedene Punkte in dem umschreibenden Kreis zeigen kann. Damit können Daten codiert werden. (Siehe auch QPSK, QAM ,ODFM, COFDM, Discrete Multitone.)
Akustik bzw. Tontechnik
Werden zwei oder mehrere Schallwellen gleicher Frequenz überlagert, so ergibt sich als resultierendes Signal je nach Phasenwinkel ein entweder verstärktes oder gedämpftes Signal. Eine solche Überlagerung wird Interferenz genannt. Zum Zusammenhang von Phasenverschiebung Δ φ und Laufzeitdifferenz Δ t siehe Laufzeitstereofonie Mit digitaler Signalverarbeitung ist es heute möglich, die Phasenlage der verschiedenen Lautsprechern zugeführten Signale zu verstellen und damit die Tonabstrahlung zu steuern.
Von einer Phasenverschiebung 180° wird häufig gesprochen, wenn einfache Verpolung gemeint ist. Zum Zusammenhang von Phasenverschiebung Δ φ und Laufzeitdifferenz Δ t siehe Laufzeitstereofonie.
siehe auch:
Andere Gebiete
In der Bautechnik wird mit Phasenverschiebung der Zeitraum zwischen dem Auftreten der höchsten Temperatur auf der Außenoberfläche eines Bauteils bis zum Erreichen der höchsten Temperatur auf dessen Innenfläche bezeichnet.