初相角

如同時研究二個或多個週期變化的交變量，由幅值為零至某一瞬間值所佔一個週期中的角度數，就稱為相角。例如：甲交流量正在增大，但乙交流量卻正在減少。如果取一瞬間來分析，則它們的瞬時值也許是不同的。如圖1：當時間是零時，電流

與電流

之瞬時值不同。為了説明這種現象，可用相位表示。電流

在循環剛開始時(或者説

的時間)，與我們研究的某一瞬間(t=0的時間)相差多少，以角度表示，即為此

的初相角。一個週期相當於360°角(即

角)。如圖2，

之初相角是

，

之初相角是

。但如果我們研究的瞬間改為剛好是

時，則

之初相角是零，但

之初相角則為

。所以初相角是相對的，比較的，用它可以説明若干個交流量的循環起始位置。

初相角又可用矢量表示，

與橫軸所夾的角為

之初相角

，

與橫軸所夾的角為

之初相角

。

(1)初相角通常是在180°的範圍內取值，相位差也在該範圍內取值。初相角用角度或弧度表示均可。

(2)凡是同頻率的任意兩個正弦量，不管是兩個電壓還是兩個電流，或者是一個電壓一個電流，都可以討論它們的相位關係。頻率不同的兩個正弦量，因它們沒有確定的相位差，所以討論它們之間的相位差是沒意義的。

(3)相位差與計時起點的選擇無關。因為當兩個同頻率正弦量的計時起點改變時，它們的初相角也隨之改變。但兩者的相位差仍保持不變。

兩個正弦交流電它們的振幅和角頻率完全相同，但是初相角

不同，我們不能説這兩個正弦交流電完全相同。正弦交流電的初相角不相同，反映兩個正弦交流電在相位上的不同，初相角對分析正弦交流電是非常重要的。如果兩個振幅和頻率相同的正弦交流電流初相角也相同，則兩電流相加振幅增大一倍，如果初相角相差

，則兩電流完全反相，相加後互相抵消，合成電流為零。

初相角是指在t=0時的正弦交流電的相位角，兩個不同初相角的交流電流可以表示為：

實際上初相角與時間的起點選擇有關，時間起點不同初相角也不同。t=0時，函數值為零，則初相角為零；函數值為正，初相角為正；函數值為負，初相角為負。圖3表示三種不同初相角的交流電流，其中

的初相角為

，

的初相角為零，

的初相角為

，它們的瞬時值分別為：

習慣上初相角不用大於

的角來表示，當初相角大於

時可化成小於

的負角表示。例如超前號

可用

來表示。

為了比較兩個同頻率的正弦交流電的相位關係，引入相位差的概念。兩個同頻率的正弦交流電相位之差叫做相位差。式(1)中的兩個電流相位差為：

這説明兩個同頻正弦交流電的相位差等於它們初相角之差，而與角頻率

及時間

沒有關係，通常把初相角為零的正弦量叫做參考正弦量。在圖3中，

為參考正弦電流，

比

的相位超前

，

比

的相位落後

，因此

與參考電流

的相位差分別為

和

，而

之間的相位差為

。

實際上，參考正弦量的選擇是任意的。例如在圖1中，選

為參考電流，則

比

落後

，

比

落後

。它們之間的相位差不因參考電流的改變而變化。

從以上討論可以看出，相位差實際上説明兩個正弦量在時間上的超前或滯後的關係。如果

，則説明

超前

，即

的最大值出現時刻比

早φ，如果

，則説明

滯後

，電流

的最大值出現比

滯後一個φ角。

相位差為零的兩個正弦交流電稱為同相，相位差為

的兩個正弦交流電稱為反相，相位差為

的兩個正弦交流電稱為正交 ^[1]  。