Was kann ein Phasor außer Spannung, Strom und Leistung noch beschreiben?

Ich habe immer nur an diese 3 Dinge gedacht, die ein Phasor beschreiben kann - die Größe und Phase der Sinusfunktion dieser 3, vertikal zentriert bei 0 und mit der gleichen Frequenz.

Sind da mehr?

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Was kann man mit Phasoren machen?

Ein Phasor ist eine kompakte Methode, um die wichtigen Teile von etwas zu schreiben, das sich im Laufe der Zeit sinusförmig ändert. In einem Phasor haben Sie die Informationen über Betrag und Phase, aber Sie lassen die Informationen über die tatsächliche Frequenz weg. Daher gehen Phasor-Berechnungen davon aus, dass alle Phasoren mit der gleichen Frequenz variieren . Aus diesem Grund verwenden Sie nur eine Häufigkeitsvariable ( ω oder F ) in Berechnungen.

Sie können also alles, was sich über die Zeit ändert, sinusförmig mit einem Zeiger beschreiben, solange Sie das System auf eine konstante Frequenz beschränken, die für alle mit dem Zeiger beschriebenen Dinge gleich ist.

Dies ist nicht so einschränkend, wie es zunächst klingt, denn aus der Fourier-Transformation wissen wir, dass wir die meisten Wellenformen zusammensetzen können, indem wir sinusförmige Wellenformen summieren. Das macht Zeigerberechnungen praktisch: Sie können eine Transformation auf (fast) jedes Eingangssignal anwenden, um zu wissen, aus welchen Sinuskurven es besteht. Berechnen Sie dann mit Zeigerrechnungen das Systemverhalten bei diesen Frequenzen und fassen Sie die Ergebnisse zusammen. Auf dieses Eingangssignal erhalten Sie die Antwort/Ausgabe Ihres Systems. Um das Ausgangssignal im Zeitbereich zu erhalten, müssen Sie es invers transformieren.

Eine grafische Hilfe dafür sind Frequenzgang-Plots wie der Bode-Plot: Man sieht recht schnell, wie das System auf unterschiedliche Frequenzen reagiert.

Was kann man NICHT mit Phasoren beschreiben?

Alles, wo die Änderung der Frequenz mehr bewirkt als nur Amplitude und Phase. Dies geschieht insbesondere, wenn die Abmessungen Ihres Systems in die Nähe der Wellenlänge Ihres zeitvariablen Signals kommen (dann hängt die Größe von der Position innerhalb des Systems ab und die Position von der Wellengeschwindigkeit und -frequenz). Es passiert auch, wenn Sie Dispersion in Ihrem System haben, dh die Geschwindigkeit, mit der sich Ihr Signal durch den Raum bewegt, von der Frequenz abhängt (dann können Sie die Größen aller Signale an keinem Ort addieren, weil sie dort nicht gleichzeitig ankommen ). Und es passiert auch, wenn Sie nichtlineare Elemente (Dioden, Transistoren, ...) in Ihrem System haben - sie verändern die Wellenform durch ihre Nichtlinearität und weichen dadurch von der Sinusvoraussetzung ab.

Etwas, das mit Zeigern gelöst werden kann , aber nicht sofort, ist, wenn Sie mehrere Quellen mit unterschiedlichen Wellenformen und/oder Frequenzen in Ihrem System haben. In diesem Fall müssen Sie die gesamte Input-Output-Relation für jede Quelle separat berechnen und am Ende die verschiedenen Frequenzgänge aufsummieren.

Welche Dinge kann man also mit einem Phasor beschreiben?

Alles, was durch eine sinusförmige Wellenform (einschließlich Cosinus) oder eine Summe aus diesen beschrieben werden kann . Sie ist weder auf ein bestimmtes physikalisches Gebiet (Elektrik, Mechanik, Akustik, ...), noch nicht einmal auf physikalische Größen beschränkt. Sie könnten auch Börsenkram oder Bildverarbeitung mit Phasoren beschreiben, wenn Sie eine geeignete Systemdarstellung finden. Phasoren sind im Allgemeinen eine Methode zum Lösen von Differentialgleichungen im Frequenzbereich und nicht im Zeitbereich - wenn die das System beschreibenden Differentialgleichungen die diskutierten Voraussetzungen erfüllen, können Sie Phasoren zum Lösen der Gleichungen verwenden.