En fait, la motivation est assez simple.
Lorsque vous avez un circuit linéaire et que vous le stimulez avec une seule fréquence, où que vous regardiez, vous trouverez toujours la même fréquence, seule l'amplitude et la phase de la vague que vous mesurez changent.
Ce que vous faites alors, c’est bien dire, oublions la fréquence. Si je garde une trace de l’amplitude et de la phase des tensions et / ou des courants autour du circuit, cela sera plus que suffisant. Mais comment pouvez-vous faire ça? N'y a-t-il pas un outil mathématique qui vous permet de garder une trace de l'amplitude et de la phase? Oui, vous l'avez: les vecteurs. Un vecteur a une amplitude, c'est-à-dire sa longueur, et une phase, c'est-à-dire l'angle qu'il forme avec l'axe des x, sa direction est positive.
Maintenant, vous pouvez objecter que les vecteurs sont cool, mais rien de plus cool? Et pourquoi avons-nous besoin d'utiliser l'unité imaginaire?
La réponse à la deuxième question est simple: faire des calculs avec des vecteurs est assez pénible, un problème de notation:
(23)+(17)=(310)
Et c'est tout seul! Eh bien, ce n’est qu’un problème de notation, si l’on choisit une autre base de choses pourraient être meilleures ... Et cette base existe, mais nécessite l’unité imaginaire j . Le désordre précédent devient:
2 + 3 j + 1 + 7 j = 3 + 10 j
Beaucoup plus facile, n'est-ce pas?R2j
2+3j+1+7j=3+10j
Ok mais qu'est-ce qu'un vecteur imaginaire a en commun avec une tension? Bien, essayez d'imaginer le plan de Gauss, l'axe des x est l'axe réel, l'axe des y est l'imaginaire.
Une tension peut être représentée par un vecteur centré sur l'origine, sa longueur étant égale à la valeur de la tension, son angle de départ étant égal à la phase. Maintenant , le tour de magie: commencer à tourner le vecteur de telle sorte que sa vitesse angulaire les correspond à la fréquence souhaitée:ω
Bam. C'est ce que nous appelons un phaseur , et ce petit gars est l'arme la plus puissante que vous avez contre des circuits difficiles.
Alors pourquoi ces phaseurs sont-ils spéciaux? En effet, si vous prenez deux tensions réelles:
et vous voulez les additionner, il arrive que si vous additionnez les phaseurs correspondants et que vous reveniez dans le domaine réel,le résultat est identique. Ce n’est pas magique, bien sûr, cela dépend de l’affinité mathématique entre les cosinusoïdes et l’exponentielle complexe. Croyez-moi ou croyez cette photo géniale:
v1(t)=V1cos(2πf0t+θ1)v2(t)=V2cos(2πf0t+θ2)
Et le mieux, c’est que toute l’analyse réelle de circuit que vous avez étudiée jusqu’à présent continue de fonctionner avec des phaseurs et des impédances complexes. C’est-à-dire que la loi d’Ohm tient en compte avec des phaseurs et des impédances complexes , et c’est formidable, car nous avons une tonne d’outils pour résoudre des circuits construits sur les lois d’Ohm et de Kirchhoff, et nous pouvons toujours les utiliser.
Avec les phaseurs, prendre la dérivée / l’intégration est également très facile: comme vous le savez, puisque nous parlons de sinus et de cosinus à la même fréquence, il ne s’agit que d’une phase de décalage de phase, et -surprise- est très clair si vous utilisez le représentation exponentielle complexe.
TL; DR: Les sinusoïdes sont représentés sous forme de vecteurs en rotation sur le plan polaire. C’est un peu comme s’arrêter lorsqu’ils tournent et prennent une photo, c’est-à-dire calculer des relations de phase et d’amplitude. Il suffit de consulter la page phasor sur wikipedia. Et vérifiez cette autre réponse plus concise aussi.