Phase (Phasenverschiebung)

In der elektronischen Signalübertragung ist die Phase eine Definition für die Position eines Punktes zu einem bestimmten Zeitpunkt auf einem Wellenformzyklus. Ein vollständiger Zyklus ist definiert als 360 Grad der Phase, wie in Abbildung 1 (A) dargestellt. Die Phase kann auch ein Ausdruck für die relative Verschiebung zwischen Wellen gleicher Frequenz sein.

Die Phasendifferenz, auch Phasenwinkel oder Phasenverschiebung genannt, ist üblicherweise definiert als eine Zahl größer als -180 und kleiner oder gleich +180. Die Vorlaufphase bezieht sich auf eine Welle, die einer anderen Welle mit derselben Frequenz voraus ist. Eine nacheilende Phase bezeichnet eine Welle, die hinter einer anderen Welle derselben Frequenz auftritt. Wenn sich zwei Wellen in der Phase um 180 Grad unterscheiden (-180 ist technisch gesehen das Gleiche wie +180), spricht man von gegenphasigen Wellen. Abbildung 1 (B) zeigt zwei Wellen, die sich in Phasenquadratur befinden. Die durch die gestrichelte Linie dargestellte Welle ist der durch die durchgezogene Linie dargestellten Welle um 90 Grad voraus.

Abbildung 1: Phasenverschiebung am Beispiel einer Sinuswelle.

Die Phase wird manchmal in Bogenmaß und nicht in Grad ausgedrückt. Ein Bogenmaß der Phase entspricht etwa 57,3 Grad. Ingenieure und Techniker verwenden in der Regel Grad, Physiker dagegen gerne Bogenmaß.

Das Zeitintervall für ein Grad der Phase ist umgekehrt proportional zur Frequenz. Wenn die Frequenz eines Signals (in Hertz) durch f gegeben ist, dann ist die Zeit t _deg (in Sekunden), die einem Grad der Phase entspricht

t _deg = 1 / (360 f )

Die Zeit t rad (in Sekunden), die einem Bogenmaß der Phase entspricht, beträgt ungefähr:

t _rad = 1 / (6,28 f )

In der Elektrotechnik treten Phasenverschiebungen zwischen Strom und Spannung durch Kondensatoren und Induktivitäten auf. Als Phase bezeichnen Elektriker im Wechselstromnetz auch den stromführenden Außenleiter.