Vectorvoorstelling en complexe rekenwijze
Wat is faseverschuiving?
Vectoren
Een vector is een voorstelling van een grootheid (kracht, spanning, stroom, enz.) waarvan de lengte van de vector evenredig is met de waarde van de grootheid.
Een vector heeft een bepaalde richting en zin.
De lengte van de vector op de figuur bedraagt 1.
Het punt A is het beginpunt, en B het eindpunt (dit wordt aangeduid door een pijltje).
De richting is horizontaal, en de zin is van links naar rechts (van A naar B).
Het optellen van vectoren gebeurt zoals in de mechanica krachten worden samengesteld.
Een vector bij een andere optellen, is hem zo tekenen, met bewaring van richting en zin, dat zijn beginpunt samenvalt met het eindpunt van de andere.
De som van twee (of meerdere) vectoren is dan de vector die het beginpunt van de eerste verbindt met het eindpunt van de laatste vector.
De som van de vector AB met lengte 2 en de vector CD met lengte 3 is de vector AD met lengte 5.
De som van de vectoren AB met lengte 2 en CD met lengte 3 is de vector AD met lengte 4,8.
Men kan het optellen van vectoren best vergelijken met het samentellen van krachten in de mechanica.
Als twee mensen aan een gewicht (m) trekken, de ene met een kracht van 2N, en de andere met een kracht van 3N en beiden trekken in dezelfde richting en zin, dan is dit hetzelfde alsof één persoon trekt met een kracht van 5N.
Als men niet in dezelfde richting of zin trekt, dan zal het gewicht (m) zich schuin verplaatsen, en is de totale trekkracht kleiner dan 5N.
inzichten in de wiskunde achter vectoren
Teken de som OA + OB + OC van de volgende vectoren OA, OB en OC.
Een eenfasige spanning en stroom kunnen we voorstellen door vectoren.
De rotatie van deze vectoren in tegenwijzerzin, linksom, zoals afgesproken voor het teken van vectoren in elektriciteit.
In bovenstaand figuur ijlt de stroom ϕ° voor op de spanning.
Als de hoek tussen spanning en stroom in tegenwijzerzin gericht is, dan ijlt de stroom voor op de spanning.
Dit fenomeen ontstaat indien de belasting op een kring meer capacitief is, door een teveel aan condensatoren.
In bovenstaand figuur ijlt de stroom ϕ° na op de spanning.
Als de hoek tussen spanning en stroom in wijzerzin gericht is, dan ijlt de stroom na op de spanning.
Dit fenomeen ontstaat indien de belasting op een kring meer inductief is door een teveel aan spoelen.
Bij een zuiver ohmse weerstand zijn stroom en spanning in fase.
Beide vectoren liggen over elkaar.
Bij een een zuivere spoel zal de stroom 90 graden naijlen op de spanning.
Bij een zuivere condensator zal de stroom 90 graden voorijlen op de spanning
Wanneer een kring bestaat uit een combinatie van weerstanden, spoelen en condensatoren, zal de stroom een bepaalde hoek verschillen van de spanning, afhankelijk van wat de overhand heeft en hoe spoelen en condensatoren elkaar tegen werken.
In het volgende voorbeeld zie je een RL keten.