Phasenschiebung

Phasenschiebung bezeichnet die Änderung des Phasenwinkels zwischen zwei Signalen, typischerweise zwischen Eingang und Ausgang eines Systems. In Wechselspannungsnetzen wird sie als φ angegeben und beschreibt, wie stark der Ausgang zeitlich gegenüber dem Eingang verschoben ist.

Ursachen sind vor allem reaktive Bauelemente und Übertragungseigenschaften: Induktivitäten und Kapazitäten erzeugen Phasenverschiebungen; Übertragungsleitungen liefern zusätzlich Frequenzabhängigkeiten und Verzögerungen; Verzögerungen in Signalverarbeitungsstufen oder Transformatoren beeinflussen ebenfalls φ.

Mathematisch lässt sich eine Phasenschiebung durch v_out(t) = V_m cos(ωt + φ) darstellen, wobei φ der Phasenwinkel ist. Zwischen zwei Signalen lässt sich φ als Differenz ihrer Phasen bestimmen. φ wird in Radiant oder Grad angegeben; positiv bedeutet, der Ausgang führt den Eingang, negativ, er hinterhinkt.

Messung erfolgt mittels Oszilloskop, Lissajous-Plot oder Phasenmessungen über Impedanzfunktionen. In der Praxis wird φ oft zusammen mit der Amplitude verwendet, um Leistungen zu beschreiben (z. B. Leistungsfaktor, Blindleistungsfluss).

Anwendungen finden sich in der Leistungs- und Kommunikationstechnik: in Phasenschiebern und Phasenverschiebungstransformatoren, die den Blindstromfluss steuern; in Filtern und Signalketten, die bestimmte Phasenbeziehungen erzeugen oder erhalten. Die Phasenschiebung ist ein zentrales Konzept zur Beschreibung der Wechselwirksamkeit von Spannung und Strom sowie der dynamischen Reaktion eines Systems auf Frequenzänderungen.