图33　交流发电机电势相位图

1.正弦交流电势的相位

图33中交流发电机有三个线圈AB、CD、EF，若从图示的位置开始计算时间，则这三个线圈中的电势可以用公式表示如下：

AB中电势e1=Emsinωt

CD中电势e2=Emsin（ωt+φ）

EF中电势e3=Emsin（ωt-φ）

正弦电势在任何时间的电角度，称为正弦电势的相位，例如，e1、e2、e3的相位分别为ωt、ωt+φ、ωt-φ。开始计算时间的相位，即t=0时的相位，称为初相位，e1、e2、e3的初相位分别为0、φ、-φ。图34是e1、e2、e3随时间的变化曲线。

若假定在N极下的导体产生的电势为正，在S极下的导体产生的电势为负，则对照图33和图34可以看出：

图34　电势的波形图

（1）当初相角φ＞0时，这种情况对应图33中导体C所处的位置，而导体D与导体C中的电势是叠加的，故导体D可以看成导体C的附属品。导体C从中性面OO′以上φ角处开始起步，因此，在图34中画导体C产生的电势e2时，应从起算时间t=0处左移φ角。电势e2在t=0时大于0，是因为导体C处在N极下的缘故。

（2）当初相角φ＜0时，这种情况对应图33中的导体E所处的位置，而把导体F看成导体E的附属品。导体E从中性面OO′以下φ角处开始起步，因此，在图34中画导体E产生的电势e3时，应从起算时间t=0处右移φ角。电势e3在t=0时小于0，这是因为导体E在S极下所致。

因此，相位不是一个抽象的概念，它具体体现了发电机绕组转到了什么位置。

2.相位差

两个正弦波的相位之差称为相位差，例如e1和e2的相位差是

ωt-（ωt+φ）=-φ

而e2和e3的相位差是(www.daowen.com)

（ωt+φ）-（ωt-φ）=2φ

可见，相位之差等于初相位之差。这是因为两个正弦波的角频率相同，初相之差就是任何时间的相位差。这类似于两个人赛跑，如果跑的速度相同，则他们的起始距离便是任何时间的距离。

相位差有下列几种情况：

设e1的初相为φ1，e2的初相为φ2。

（1）若φ1-φ2＞0，则说e1超前e2；

（2）若φ1-φ2＜0，则说e1滞后e2；

（3）若φ1-φ2=0，则说e1、e2同相；

（4）若φ1-φ2=π，则说e1、e2反相。

例如，正弦电势e1=10sin（314t+60°），e2=5sin（314t-45°），则e1、e2相位差为

（314t+60°）-（314t-45°）=105°

即e1超前e2105°电角度。

若正弦电流i1=20sin（314t+30°），i2=8sin（314t+70°），则i1和i2的相位差是

（314t+30°）-（314t+70°）=-40°

即i1落后i240°电角度。