Частота тока это: Что такое частота? | Fluke

Содержание

Что такое частота? | Fluke

Частота переменного тока (ac) — это количество синусоидальных колебаний переменного тока в секунду. Частота — это количество изменений направления тока за секунду. Для измерения частоты используется международная единица герц (Гц). 1 герц равен 1 колебанию в секунду.

  • Герц (Гц) = 1 герц равен 1 колебанию в секунду.
  • Колебание = Одна полная волна переменного тока или напряжения.
  • Полупериод = Половина колебания.
  • Период = Время, необходимое для выполнения одного полного колебания.

Частота отражает повторяемость процессов. С точки зрения электрического тока частота — это количество повторений синусоиды или, другими словами, полного колебания, которое включает положительную и отрицательную составляющие.

Чем больше колебаний происходит в секунду, тем выше частота.

Пример. Если известно, что частота переменного тока равна 5 Гц (см. схему ниже), это означает, что его форма сигнала повторяется 5 раз за 1 секунду.

Частота обычно используется для описания работы электрооборудования. Ниже приведены некоторые наиболее распространенные диапазоны частот:

  • Частота линии питания (обычно 50 Гц или 60 Гц).
  • Частотно-регулируемые приводы: обычно используют несущую частоту 1–20 кГц.
  • Звуковой диапазон частот: от 15 Гц до 20 кГц (диапазон человеческого слуха).
  • Радиочастота: от 30 до 300 кГц.
  • Низкая частота: от 300 кГц до 3 МГц.
  • Средняя частота: от 3 до 30 МГц.
  • Высокая частота: от 30 до 300 кГц.

Обычно цепи и оборудование предназначены для работы с постоянной или переменной частотой. Оборудование, рассчитанное на работу с постоянной частотой, при изменении частоты начинает работать неправильно. Например, двигатель переменного тока, рассчитанный на работу при 60 Гц, работает медленнее при частоте ниже 60 Гц или быстрее при частоте выше 60 Гц. Для двигателей переменного тока любое изменение частоты приводит к пропорциональному изменению частоты вращения двигателя. Другим примером является снижение частоты вращения двигателя на 5 % при снижении частоты сети на 5 %.

Порядок измерения частоты

Цифровой мультиметр с режимом частотомера может измерять частоту сигналов переменного тока со следующими функциями:

  • регистрация МИН/МАКС значений, позволяющая записывать результаты измерений частоты за заданный интервал времени. Эта функция также применима к измерениям напряжения, тока и сопротивления.
  • автоматический выбор диапазона, при котором прибор автоматически подбирает диапазон частот при условии, что частота измеряемого напряжения не выходит за пределы этого диапазона.

Параметры электросетей различаются в зависимости от страны. В США работа сети основана на высокостабильном сигнале с частотой 60 Гц, что соответствует 60 колебаниям в секунду.

Бытовые электросети в США получают питание от однофазного источника питания 120 В перем. тока. Напряжение в настенной розетке дома в США совершает синусоидальные колебания в диапазоне от 170 до −170 В, при этом истинное среднеквадратичное значение этого напряжения будет равно 120 вольт. Частота колебаний составляет 60 циклов в секунду.

Единица измерения получила название «герц» в честь немецкого физика Генриха Герца (1857–1894 гг.), который первым осуществил передачу и принятие радиоволн. Радиоволны распространяются с частотой одно колебание в секунду (1 Гц). (аналогично часы тикают с частотой 1 Гц)

Ссылка: Digital Multimeter Principles by Glen A. Mazur, American Technical Publishers.

Статьи на связанные темы:

Частота электрического тока: определение, формула, характеристики

Переменный ток имеет ряд важных характеристик, влияющих на его физические свойства. Одним из таких параметров является частота переменного тока. Если говорить с точки зрения физики, то частота – это некая величина, обратная периоду колебания тока. Если проще – то это количество полных циклов изменения ЭДС, произошедших за одну секунду.

Известно, что переменный ток заставляет электроны двигаться в проводнике сначала в одну сторону, потом — в обратную. Полный путь «туда-обратно» они совершают за некий промежуток времени, называемый периодом переменного тока. частота же является количеством таких колебаний за 1 секунду.

Васильев Дмитрий Петрович

Профессор электротехники СПбГПУ

Задать вопрос

В качестве единицы измерения частоты во всем мире принят 1 Гц (в честь немецкого ученого Г.Герца), который соответствует 1 периоду колебания за 1 секунду.

В республиках бывшего СССР стандартной считается частота тока в 50 Гц.

Это значит, что синусоида тока движется в течение 1 секунды 50 раз в одном направлении, и 50 — в обратном, 100 раз проходя чрез нулевое значение. Получается, что обычная лама накаливания, включенная в сеть с такой частотой, будет затухать и вспыхивать примерно 100 раз за секунду, однако мы этого не замечаем в силу особенностей своего зрения.

Для измерения частоты переменного тока применяют приборы, называемые частотомерами. Частотомеры используют несколько основных способов измерения, а именно:

 

Метод дискретного счета;

Метод перезаряда конденсатора;

Резонансный метод измерения частот.

Метод сравнения частот; в качестве:

Метод дискретного счета основывается на подсчете импульсов необходимой частоты за конкретный промежуток времени. Его наиболее часто используют цифровые частотомеры, и именно благодаря этому простому методу можно получить довольно точные данные.

Более подробно о частоте переменного тока Вы можете узнать из видео:

Метод перезаряда конденсатора тоже не несет в себе сложных вычислений. В этом случае среднее значение силы тока перезаряда пропорционально соотносится с частотой, и измеряется при помощи магнитоэлектрического амперметра. Шкала прибора, в таком случае, градуируется в Герцах.

Погрешность подобных частотомеров находится в пределах 2%, и поэтому такие измерения вполне пригодны для бытового использования.

Резонансный способ измерения базируется на электрическом резонансе, возникающем в контуре с подстраиваемыми элементами. Частота, которую необходимо измерить, определяется по специальной шкале самого механизма подстройки.

Абрамян Евгений Павлович

Доцент кафедры электротехники СПбГПУ

Задать вопрос

Такой метод дает очень низкую погрешность, однако применяется только для частот больше 50 кГц.

Метод сравнения частот применяется в осциллографах, и основан на смешении эталонной частоты с измеряемой. При этом возникают биения определенной частоты. Когда же частота этих биений достигает нуля, то измеряемая частота становится равной эталонной. Далее, по полученной на экране фигуре с применением формул можно рассчитать искомую частоту электрического тока.

Ещё одно интересное видео о частоте переменного тока:

Частота электрического тока — это… Что такое Частота электрического тока?

Частота электрического тока
        временной параметр периодически (циклически) изменяющегося электрического тока (См. Электрический ток), выражающийся отношением числа полных циклов изменения тока к единице времени; величина, обратная периоду изменения тока. Измеряется в Герцах. Для синусоидального переменного тока используют понятие угловой частоты (См. Угловая частота), связанной с Ч. э. т. соотношением ω = 2πf (ω — угловая частота, f — Ч. э. т.). Во многих странах мира (в т. ч. в СССР) частота промышленного тока, вырабатываемого электростанциями, равна 50 гц, в США — 60 гц. В ряде стран на железных дорогах используют ток частотой 16 2/3 гц (для электрической тяги), а также частотой 25 и 75 гц (в системах автоматической блокировки, например, в рельсовых цепях (См. Рельсовая цепь)). В авиационной энергетике используют ток частотой 400
гц
(в автономных системах энергопитания). В промышленных и с.-х. установках в некоторых случаях повышают рабочую частоту до 200—400 гц.

Большая советская энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия. 1969—1978.

  • Частота колебаний
  • Частотная модуляция

Смотреть что такое «Частота электрического тока» в других словарях:

  • Частота электрического тока — величина, обратная периоду электрического тока… Источник: ЭЛЕКТРОТЕХНИКА . ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОСНОВНЫХ ПОНЯТИЙ. ГОСТ Р 52002 2003 (утв. Постановлением Госстандарта РФ от 09.01.2003 N 3 ст) …   Официальная терминология

  • частота (электрического тока) — 234 частота (электрического тока) Величина, обратная периоду электрического тока. Примечание Аналогично определяют частоты электрического напряжения, электродвижущей силы, магнитного потока и т.д. Источник: ГОСТ Р 52002 2003: Электротехника.… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • Частота электрического тока — English: Current frequency Величина, обратная периоду электрического тока. Примечание. Аналогично определяются частоты ЭДС, напряжения, магнитодвижущей силы, магнитного потока и т.д. (по ГОСТ 19880 74) Источник: Термины и определения в… …   Строительный словарь

  • Частота (электрического тока) — 1. Величина, обратная периоду электрического тока Употребляется в документе: ГОСТ Р 52002 2003 Электротехника. Термины и определения основных понятий …   Телекоммуникационный словарь

  • частота электрического тока — Величина, обратная периоду электрического тока …   Политехнический терминологический толковый словарь

  • угловая частота синусоидального электрического тока — угловая частота синусоидального электрического тока; угловая частота Частота синусоидального электрического тока, умноженная на 2π …   Политехнический терминологический толковый словарь

  • угловая частота (синусоидального электрического тока) — 241 угловая частота (синусоидального электрического тока) Скорость изменения фазы синусоидального электрического тока, равная частоте синусоидального электрического тока, умноженной на 2л. Примечание Аналогично определяют угловые частоты… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • Угловая частота (синусоидального электрического тока) — 1. Скорость изменения фазы синусоидального электрического тока, равная частоте синусоидального электрического тока, умноженной на 2pi Употребляется в документе: ГОСТ Р 52002 2003 Электротехника. Термины и определения основных понятий …   Телекоммуникационный словарь

  • частота — Величина, обратная периоду электрического тока. Примечание — Аналогично определяют частоты электрического напряжения, электродвижущей силы, магнитного потока и т. д. [ГОСТ Р 52002 2003] Тематики электротехника, основные понятия Синонимы… …   Справочник технического переводчика

  • частота — 3.2 частота: Вероятность появления последствия (возникновения опасного события). Источник: ГОСТ Р ИСО/ТС 14798 2003: Лифты, эскалаторы и пассажирские конвейеры. Методология анализа риска 06.01.15 частота [ frequency]: Число циклов периодического… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Частота тока в розетке — 50 герц. Почему?

Почему в розетке частота тока 50 герц? Понятно, что это вовсе не случайно, а закономерно. А, значит, тому должно быть какое-то объяснение. И оно действительно есть. Сразу нужно подчеркнуть, что это – стандарт для Европы, России, Украины и прочих стран (скажем, бывших республик СССР), который выглядит как 220-240 В/ 50 Гц.

Но в некоторых странах действует другой стандарт напряжения и частоты. Например, так называемый североамериканский стандарт предусматривает 110-120 В с частотой 60 Гц. Непосредственно в США – тоже 60 Гц. Но все приборы рассчитаны на обе частоты. И все потому, что в США в розетке может быть и 53 Гц, и 56,3 Гц, то есть любое значение между 50 и 60. И в Японии действуют оба стандарта.

Но все равно частота должна быть не меньше 50 Гц, иначе начнется мерцание лампочек. При более низкой частоте необходимы особенно большие, даже гигантские трансформаторы, с повышенной индуктивностью. Из-за ёмкости и индуктивности длинных проводов возрастают потери на протяженных линиях электропередач. Все это и объясняет необходимость в таком стандарте.

И все-таки, прежде всего, ответ на этот вопрос необходимо искать в истории развития электросистем. Ранее (как, впрочем, и сейчас во многих случаях) электрогенераторы приводили в движение дизели и паровые турбины. И здесь есть такой нюанс: эти агрегаты удобно было производить из расчета на частоту вращения в районе 3000 об/мин.

А частота на выходе генератора напрямую определяется частотой вращения его ротора, как и количеством полюсов. А 3000 об/мин – это как раз 50 об/сек, то есть те самые 50 Гц, о которых мы и говорим.

В настоящее время это, вообще-то, уже не так важно – 50 Гц, 500 КГц или 10 МГц… Современные устройства способны какой угодно ток превратить в какой угодно. Однако не надо забывать, что системы электроснабжения были преимущественно спроектированы и построены в начале прошлого века. И тогда преимущества, о которых мы говорили выше, играли огромную роль.

И все электрооборудования было «заточено» именно под такие параметры питания. Мощь современной электроники, а также огромного количества работающих машин была настолько значительна, что уже не было никакого резона перестраивать систему электроснабжения.

Согласитесь, что менять то, что и так хорошо функционирует, неоправданно. Особенно, если подходить к проблеме чисто экономически. Вот почему мы привычно пользуемся стандартом в 220 В и 50 Гц. Так исторически сложилось.

Формула расчета периода переменных и постоянных токов в электротехнике

Изобретение электричества поставило человечество на новую грань развития. Технический прогресс опирался на два направления движения с использованием электроэнергии. В одном случае применялся постоянный ток, во втором – переменный. Внедрение источников электричества и электропотребителей вылилось в столетнюю войну между приверженцами двух видов энергии. В конце концов, победу одержали те, кто продвигал идею повсеместного использования её переменного вида.

Синусоида переменного электричества в системе координат

Общее понятие о переменном токе

В отличие от постоянного движения электронов в одном направлении, переменный ток меняет как направление, так и значение несколько раз за единицу времени. Изменения происходят по гармоническому закону. Если наблюдать подобный сигнал с помощью осциллографа, можно увидеть картинку в виде синусоиды.

Относительно оси ординат OY ток меняет своё направление с положительного на отрицательное и делает это периодически. Поэтому его мгновенное значение в первой позиции считается положительным, во второй – отрицательным.

Важно! Так как переменный ток – это алгебраическая величина, то говорить о его знаке заряда можно только для конкретного мгновенного значения, смотря, в каком направлении он протекает в этот момент.

Сигнал на экране осциллографа

Периодический переменный ток

Тот, который, изменяясь, успевает вернуться к своему исходному значению через одинаковые временные интервалы и при этом проходит весь цикл своих преобразований, называется периодическим. Его можно проследить на синусоиде, изображённой на экране осциллографа.

Период и амплитуда синусоидального колебания

Видно, что через одинаковые интервалы времени график повторяется без перемен. Эти интервалы обозначаются буквой Т и называются периодами. Частота, с которой в единицу времени укладывается определённое количество подобных периодов, – это частота тока переменного значения.

Её можно вычислить по формуле частоты переменного тока:

f = 1/T,

где:

  • f – частота, Гц;
  • T – период, с.

Частота равна количеству периодов в секунду и имеет единицу измерения 1 герц (Гц).

Внимание! Единица частоты в системе СИ носит имя Генриха Герца. 1 герц (Гц, Hz) = 1 с-1. К ней применимы кратные и дольные, выраженные стандартными приставками СИ, единицы.

Стандарты частоты

Для того чтобы обеспечить согласование работы источников переменного электричества, систем передач, приём и работу электропотребителей, применяются стандарты частоты. Используемая частота в электротехнике некоторых стран:

  • 50 Гц – страны бывшего СССР, Прибалтики, страны Европы, Австралия, КНДР и другие;
  • 60 Гц – стандарт, принятый в США, Канаде, Доминиканской республике, Тайвани, на Каймановых островах, Кубе, Коста-Рике, Южной Корее и ещё в некоторых странах.

В Японии используются обе частоты. Восточные регионы (Токио, Сендай, Кавасаки) используют частоту 50 Гц. Западные области (Киото, Хиросима, Нагоя, Окинава) применяют частоту 60 Гц.

К сведению. Железнодорожная инфраструктура Австрии, Норвегии, Германии, Швейцарии и Швеции по сей день применяет частоту 16,6 Гц.

Переменный синусоидальный ток

Это тот ток, который периодически меняется во времени, и его изменения подчиняются закону синусоиды. Это элементарное движение электрических зарядов, потому дальнейшему разложению на простые токи оно не подлежит.

Вид формулы такого переменного тока:

i = Im*sinωt,

где:

  • Im – амплитуда;
  • sinωt – фаза синусоидального тока, рад.

Здесь ω = const, называется угловой частотой переменного электричества, причём угол ωt находится в прямой временной зависимости.

Зная частоту f исходного тока, можно вычислить его угловую частоту, применив выражение:

ω = 2πf = 2π/Т.

Тут 2π это выраженное в радианах значение центрального угла окружности:

  • Т = 2 π радиан = 3600;
  • Т/2 = π = 1800;
  • Т/4 = π/2 = 900.

Если выразить 1 рад в градусах, то он будет равен 57°17′.

Синусоидальное переменное движение электронов

Многофазный переменный ток

Для запуска и работы многих промышленных устройств и электрооборудования требуется не одна фаза, а несколько. В связи с этим рассматривают такие понятия, как двухфазный и трёхфазный переменные токи.

Трёхфазный ток

Этот вид электричества применяют в трёхфазной системе, в которую включены три однофазные цепи. Цепи имеют ЭДС переменной природы одной и той же частоты. Эти ЭДС сдвинуты по фазе относительно друг друга на ϕ = Т/3 = 2π/3. Такую систему называют трёхфазным током, а цепь – фазой.

Выработка, преобразование, доставка и потребление переменного электрического тока в основном происходят по трёхфазной системе электроснабжения.

Трёхфазный переменный ток

Двухфазный ток

Ещё в 1888 году Никола Тесла выполнил описание того, как можно на практике применить двухфазную сеть, и предложил разработанную им конструкцию двухфазного двигателя. Такие сети начали применять в начале 20 века. Они состояли из двух контуров.

Там напряжения контуров сдвигались по фазе на 900. Каждая фаза включала в себя два провода, у двухфазных генераторов было по два ротора, также конструктивно развёрнутые на угол 900.

Важно! Такие сети позволяли производить мягкий пуск двухфазных электродвигателей, практически с нулевого момента вращения. В то время как для запуска однофазного асинхронного двигателя требуется дополнительная пусковая обмотка или система запуска.

График двухфазного напряжения и схематический рисунок двухфазного генератора

Действующее значение синусоидального тока

Под действующим значением понимают его эффективность. Она равна такому значению постоянного тока, который выполнит ту же работу, что и переменный, за один период времени. Под работой здесь подразумевают его тепловую или электродинамическую направленность. Удобнее всего использовать среднеквадратичное значение переменного электричества.

Тогда действующее значение для синусоидального тока определяют по формуле:

I =  * Im ≈ 0,707* Im,

где Im – величина амплитуды тока.

Действующее значение тока

Генерирование переменного тока

Кроме стандартных генераторов, для производства переменного тока применяются инверторы и фазорасщепители.

Инвертор

Это устройство, с помощью которого из постоянного тока получают его переменный вид. В процессе этого величина выходного напряжения тоже меняется. Схема устройства представляет собой электронный генератор синусоидального импульсного напряжения периодического характера. Есть варианты инверторов, работающих с дискретным сигналом. Инверторы применяют для автономного питания оборудования от аккумуляторов постоянного напряжения.

Инвертор 12/220 В, мощностью 1500 Вт

Фазорасщепитель

Ещё один способ получить несколько фаз из какого-либо сигнала – это выполнить его расщепление на несколько фаз. Это делается с помощью фазорасщепителя. Принудительная обработка сигналов цифрового или аналогового формата используется, как в радиоэлектронике, так и в силовой электротехнике.

Для электроснабжения трёхфазных асинхронных двигателей применяют выполненный на их же базе фазорасщепитель. Для этого обмотки трёхфазного двигателя соединяют не «звездой», а иначе. Две катушки присоединяют между собой последовательно, третью – подключают к средней точке второй обмотки. Двигатель запускают, как однофазный, после разгона в его третьей обмотке наводится ЭДС.

Интересно. В случае расщепления фаз подобным методом сдвиг фаз между 2 и 3 обмоткой составляет не 1200, как должно быть в идеале, а 900.

Сети переменного тока

По назначению и применению эти сети можно классифицировать следующим образом:

  • общие системы: питание объектов промышленного, транспортного, сельскохозяйственного и бытового назначения;
  • автономные сети: снабжение передвижных и стационарных автономных субъектов.

Общие сети переменного трёхфазного тока построены по четырёхпроводной схеме, где три провода – это «фаза», четвёртый – «ноль». Трансформаторные подстанции построены по схеме с глухо заземлённой нейтралью. Передача на дальние расстояния производится при высоком напряжении, которое затем понижается на подстанциях до напряжения 0,4 кВ и раздаётся потребителям.

Бытовые объекты подключаются по однофазной схеме. В этом случае требуются два провода: «фазный» и «нулевой».

Определение частоты и периода

Частота электрического тока – это величина физическая, она определяет количество колебаний за 1 секунду. Время, за которое происходит одно целое колебание, называется периодом.

Взаимосвязь частоты и работы электрооборудования

Частота тока – это один из параметров электроэнергии, который влияет на стабильную работу электроустановок и оборудования. При поставке энергии потребителю этот параметр строго контролируется, так же, как и напряжение.

Нить взаимосвязи выражается формулой номинального количества оборотов в минуту для вращающихся машин. КПД (коэффициент полезного действия) заложен в самой конструкции агрегатов. Он максимален при:

n = 60f/p,

где:

  • n – количество об./мин.;
  • f – частота;
  • p – количество пар полюсов.

Количество оборотов турбины генераторов напрямую связано с частотой вырабатываемого переменного тока, полученная частота отвечает за оптимальный режим вращения электродвигателя потребителя. При снижении частоты в сети обороты машины снижаются автоматически. Происходит перегрузка на валу, и страдает двигатель.

В то же время технологическая линия, в которую он передаёт энергию вращения, также терпит изменения в работе:

  • изменяется скорость движения конвейера, что влечёт за собой сбой технологического процесса и брак в итоге;
  • снижаются мощность и частота вращения насосов, вентиляторов, что приводит к нестабильной работе систем, в которых они установлены;
  • снижение частоты в энергосистеме на 1% приводит к падению общей мощности на нагрузке до 2%.

Для контроля этого важного электрического параметра применяют частотомеры.

Внимание! Снижение частоты на 10-15% вызывает падение производительности механизмов даже на самой электростанции до нуля. При частоте тока в сети 50 Гц (критической величиной являются 45 Гц) происходит лавинный спад.

Частотомер

Это прибор, предназначенный для измерения частоты и отображения полученного результата на экран. Для контроля в электросетях применяют приборы непосредственной оценки синусоидальных колебаний аналоговой конструкции.

Различают по методу установки:

  • стационарные;
  • щитовые;
  • переносные.

Частотомеры в современном исполнении имеют цифровое отображение результатов на электронном дисплее.

Токи высокой частоты

ТВЧ – такова их аббревиатура, используются для плавки металлов, закалки поверхности металлических изделий. ТВЧ – это токи, имеющие частоту более 10 кГц. В индукционных печах используют ТВЧ, помещая проводник внутрь обмотки, через которую пропускают ТВЧ. Под их воздействием возникающие в проводнике вихревые токи разогревают его. Регулируя силу ТВЧ, контролируют температуру и скорость нагрева.

Интересно. Расплавляемый металл может быть подвешен в вакууме с помощью магнитного поля. Для него не нужен тигель (специальный ковш для нагрева). Так получают очень чистые вещества.

Плюсы использования ТВЧ в разных случаях:

  • быстрый нагрев при ковке и прокате металла;
  • оптимальный температурный режим для пайки или сварки деталей;
  • расплав даже очень тугоплавких сплавов;
  • приготовление пищи в микроволновых печах;
  • дарсонвализация в медицине.

Получают ТВЧ с помощью установок, включающих в свой состав колебательный контур, или электромашинных генераторов. У статора и ротора генераторов на сторонах, обращённых друг другу, нанесены зубцы. Их взаимное движение порождает пульсацию магнитного поля. Частота на выходе тем больше, чем больше произведение числа зубцов ротора на частоту его вращения.

Период пульсаций и частота

Частота переменного тока может иметь другое название – пульсация. Периодом пульсации называют время единичной пульсации.

Интенсивность циклов

Для электросети с частотой 50 Гц период пульсации составит:

Т = 1/50 = 0,02 с.

При необходимости, зная эту зависимость, можно по времени цикла вычислить частоту.

Опасность разночастотных зарядов

Как постоянный, так и переменный ток при определённых значениях представляет опасность для человека. До 500 В разница в безопасности находится в соотношении 1:3 (42 В постоянного к 120 В переменного).

При значениях выше 500 В это соотношение выравнивается, причём константное электричество вызывает ожоги и электролизацию кожных покровов, изменяющееся – судороги, фибрилляцию и смерть. Тут уже частота пульсации имеет большое значение. Самый опасный интервал частот – от 40 до 60 Гц. Далее с повышением частоты риск поражения уменьшается.

Влияние частоты на пороговый ток

Частота переменного электричества – важный параметр. Она влияет не только на работу электроустановок потребителей, но и на человеческий организм. Изменяя частоту электрических колебаний, можно менять технологические процессы на производстве и качество вырабатываемой энергии.

Видео

Период, частота, амплитуда и фаза переменного тока

Период и частота переменного тока

Время, в течение которого совершается одно полное изме­нение ЭДС, то есть один цикл колебания или один полный оборот радиуса-вектора, называется периодом колебания пере­менного тока (рисунок 1).

Рисунок 1. Период и амплитуда синусоидального колебания. Период — время одного колебания; Аплитуда — его наибольшее мгновенное значение.

Период выражают в секундах и обозначают буквой Т.

Так же используются более мелкие единицы измерения периода это миллисекунда (мс)- одна тысячная секунды и микросекунда (мкс)- одна миллионная секунды.

1 мс =0,001сек =10-3сек.

1 мкс=0,001 мс = 0,000001сек =10-6сек.

1000 мкс = 1 мс.

Число полных изменений ЭДС или число оборотов ради­уса-вектора, то есть иначе говоря, число полных циклов колеба­ний, совершаемых переменным током в течение одной секунды, называется частотой колебаний переменного тока.

Частота обо­значается буквой f и выражается в периодах в секунду или в герцах.

Одна тысяча герц называется килогерцом (кГц), а миллион герц — мегагерцом (МГц). Существует так же единица гигагерц (ГГц) равная одной тысячи мегагерц.

1000 Гц = 103 Гц = 1 кГц;

1000 000 Гц = 106 Гц = 1000 кГц = 1 МГц;

1000 000 000 Гц = 109 Гц = 1000 000 кГц = 1000 МГц = 1 ГГц;

Чем быстрее происходит изменение ЭДС, то есть чем бы­стрее вращается радиус-вектор, тем меньше период колебания Чем быстрее вращается радиус-вектор, тем выше частота. Таким образом, частота и период переменного тока являются величинами, обратно пропорциональными друг другу. Чем больше одна из них, тем меньше другая.

Математическая связь между периодом и частотой переменного тока и напряжения выра­жается формулами

Например, если частота тока равна 50 Гц, то период будет равен:

Т = 1/f = 1/50 = 0,02 сек.

И наоборот, если известно, что период тока равен 0,02 сек, (T=0,02 сек.), то частота будет равна:

f = 1/T=1/0,02 = 100/2 = 50 Гц

Частота переменного тока, используемого для освещения и промышленных целей, как раз и равна 50 Гц.

Частоты от 20 до 20 000 Гц называются звуковыми часто­тами. Токи в антеннах радиостанций колеблются с частотами до 1 500 000 000 Гц или, иначе говоря, до 1 500 МГц или 1,5 ГГц. Такие вы­сокие частоты называются радиочастотами или колебаниями высокой частоты.

Наконец, токи в антеннах радиолокационных станций, станций спутниковой связи, других спецсистем (например ГЛАНАСС, GPS) колеблются с частотами до 40 000 МГц (40 ГГц) и выше.

Амплитуда переменного тока

Наибольшее значение, которого достигает ЭДС или сила тока за один период, называется амплитудой ЭДС или силы переменного тока. Легко заметить, что амплитуда в масштабе равна длине радиуса-вектора. Амплитуды тока, ЭДС и напряжения обозначаются соответственно бук­вами Im, Em и Um (рисунок 1).

Угловая (циклическая) частота переменного тока.

Скорость вращения радиуса-вектора, т. е. изменение ве­личины угла поворота в течение одной секунды, называется угловой (циклической) частотой переменного тока и обозначается греческой буквой ? (оме­га). Угол поворота радиуса-вектора в любой данный момент относительно его начального положения измеряется обычно не в градусах, а в особых единицах — радианах.

Радианом называется угловая величина дуги окружности, длина которой равна радиусу этой окружности (рисунок 2). Вся окружность, составляющая 360°, равна 6,28 радиан, то есть 2.

Рисунок 2. Радиан.

Тогда,

1рад = 360°/2

Следовательно, конец радиуса-вектора в течение одного периода пробегают путь, равный 6,28 радиан (2). Так как в тече­ние одной секунды радиус-вектор совершает число оборотов, равное частоте переменного тока f, то за одну секунду его ко­нец пробегает путь, равный 6,28 * f радиан. Это выражение, характеризующее скорость вращения радиуса-вектора, и будет угловой частотой переменного тока — ?.

Итак,

?= 6,28*f = 2f

Фаза переменного тока.

Угол поворота радиуса-вектора в любое данное мгновение относительно его начального положения называется фазой переменного тока. Фаза характеризует величину ЭДС (или тока) в данное мгновение или, как говорят, мгновенное значение ЭДС, ее направление в цепи и направление ее изменения; фаза пока­зывает, убывает ли ЭДС или возрастает.

Рисунок 3. Фаза переменного тока.

Полный оборот радиуса-вектора равен 360°. С началом но­вого оборота радиуса-вектора изменение ЭДС происходит в том же порядке, что и в течение первого оборота. Следова­тельно, все фазы ЭДС будут повторяться в прежнем поряд­ке. Например, фаза ЭДС при повороте радиуса-вектора на угол в 370° будет такой же, как и при повороте на 10°. В обо­их этих случаях радиус-вектор занимает одинаковое положе­ние, и, следовательно, мгновенные значения ЭДС будут в обоих этих случаях одинаковыми по фазе.

ПОНРАВИЛАСЬ СТАТЬЯ? ПОДЕЛИСЬ С ДРУЗЬЯМИ В СОЦИАЛЬНЫХ СЕТЯХ!

Похожие материалы:

Добавить комментарий

Какова частота напряжения электрического тока, чему равна, для какого тока она характерна.

Выражение «напряжение тока» не верно по своему смыслу. Напряжение и ток, это две различные электрические характеристики. Если хотеть понять, какова частота у электрического тока, то стоит сначала разобраться с самим понятием этого тока. Потом уже стане ясно, что есть сила тока, его частота, напряжение. Итак, давайте сравним электричество с обычной водой. Вода течёт по трубам. Трубы бывают различной толщины. Когда краник в рукомойнике закрытый, то внутри труб имеется определённое давление воды, чем больше его отрываешь, тем больше поток воды начинает течь.

Так вот, воду мы будем сравнивать с самими электрическими частицами (электроны и ионы), их движение по электрическому проводнику будет схоже с движением воды в водопроводной трубе. Давление воды, имеющееся внутри труб будет в некотором смысле уподобляться электрическому напряжению. Ну, а о частоте напряжения тока чуть позже. Итак, у нас имеется электрический источник в виде обычной батарейки, у которой имеется плюс и минус. Если мы к ней подключим, допустим, обычную лампочки или моторчик, используя соединительные проводки, а ещё между ними поставим выключатель, то получится обычная электрическая цепь.

Когда мы замкнём выключатель заряженные частицы из одного полюса батарейки устремятся по проводам к противоположному её полюсу, преодолевая свой путь через провода, лампочку и выключатель. Это движение по создавшейся электрической цепи и есть электрический ток (то есть поток самих заряженных частиц). Когда мы разомкнём выключатель, то ток внутри проводников прервётся, а вместо него появиться (точнее говоря возрастёт) напряжение. Это как в кране с водой. Когда мы закрываем кран, то давление воды внутри труб возрастает.

Если же мы начнём постоянно то замыкать, то размыкать выключатель, мы получим периодическое течение электрического тока в цепи. Так вот, тут мы и можем обнаружить нашу частоту напряжения тока, точнее частоту электрического тока. Из физики известно, что частота измеряется в герцах. Один герц равен 1 колебанию в секунду. Следовательно, если у нас получиться за одну секунду замкнуть и разомкнуть нашу электрическую цепочку 3 раза в секунду, мы получим частоту электрического тока (не правильно выражаясь — частоту напряжения тока) в 3 герца. Ну думаю смысл понятен.

Теперь, где мы можем обнаружить эту самую частоту электрического тока. Думаю все слышали, что в обычной домашней розетки напряжение равно 220 вольтам, а частота этого тока (переменного) 50 герц. Это стандартная частота для обычной бытовой электрической сети 220 и 380 вольт. Она зависит от определённых параметров и характеристик, используемых в электроснабжении города. В других электрических и электронных устройствах и системах может применяться другая частота. К примеру, в обычных домашних компьютерах используется частота уже измеряемая в мегагерцах (средняя частота компьютерного процессора равна около 2.7 мегагерца, это довольно высокая частота электрического тока).

Если мы в примере с батарейкой просто замыкали и размыкали переключатель в цепи, получая при этом просто прерывистое течение тока, то в случае переменного тока всё иначе. Переменный ток имеет синусоидальную форму, периодически изменяя свою полярность. То есть, за свои 50 герц в секунду переменный ток в сети попеременно 25 раз плавно будет нарастать то в одной части графика (график зависимости напряжения, тока от времени) (на двух имеющихся проводах будет одна полярность), то 25 раз в противоположной части (другая полярность, + меняется на -, а — на +).

P.S. Из примеров выше думаю Вы поняли, что же такое частота электрического тока (частота напряжения тока, выражаясь неправильно). Это всего лишь периодичность колебаний движения электрических заряженных частиц, движущихся в проводнике. То есть, грубо выражаясь, скорость изменения состояния покоя-движения этих самых частиц (электронов).

Что такое частота? | Fluke

Частота переменного тока (ac) — это количество циклов в секунду в синусоидальной волне переменного тока. Частота — это скорость изменения направления тока в секунду. Он измеряется в герцах (Гц), международной единице измерения, где 1 герц равен 1 циклу в секунду.

  • Герц (Гц) = Один герц равен одному циклу в секунду.
  • Цикл = Одна полная волна переменного тока или напряжения.
  • Чередование = половина цикла.
  • Период = время, необходимое для создания одного полного цикла сигнала.

По сути, частота — это то, как часто что-то повторяется. В случае электрического тока частота — это количество раз, когда синусоидальная волна повторяет или завершает цикл от положительного к отрицательному.

Чем больше циклов происходит в секунду, тем выше частота.

Пример: Если переменный ток имеет частоту 3 Гц (см. Диаграмму ниже), это означает, что его форма волны повторяется 3 раза за 1 секунду.

Частота обычно используется для описания работы электрического оборудования. Ниже приведены некоторые распространенные диапазоны частот:

  • Частота сети питания (обычно 50 Гц или 60 Гц).
  • Преобразователи частоты, которые обычно используют несущую частоту 1–20 килогерц (кГц).
  • Диапазон звуковых частот: от 15 Гц до 20 кГц (диапазон человеческого слуха).
  • Радиочастота: 30-300 кГц.
  • Низкая частота: от 300 кГц до 3 мегагерц (МГц).
  • Средняя частота: 3-30 МГц.
  • Высокая частота: 30-300 МГц.

Цепи и оборудование часто предназначены для работы с фиксированной или переменной частотой. Оборудование, предназначенное для работы на фиксированной частоте, работает ненормально, если оно работает на частоте, отличной от указанной. Например, двигатель переменного тока, предназначенный для работы на частоте 60 Гц, работает медленнее, если частота падает ниже 60 Гц, и быстрее, если она превышает 60 Гц. Для двигателей переменного тока любое изменение частоты вызывает пропорциональное изменение скорости двигателя. Другой пример: уменьшение частоты на 5% приводит к снижению скорости двигателя на 5%.

Как измерить частоту

Цифровой мультиметр, который включает режим частотомера, может измерять частоту сигналов переменного тока, а также может предлагать следующее:

  • Запись MIN / MAX, что позволяет записывать измерения частоты в течение определенного периода или таким же образом записываются измерения напряжения, тока или сопротивления.
  • Автоматический диапазон, который автоматически выбирает частотный диапазон, кроме случаев, когда измеренное напряжение выходит за пределы диапазона измерения частоты.

Электросети различаются в зависимости от страны. В США сетка основана на высокостабильном сигнале с частотой 60 Гц, что означает, что она циклически повторяется 60 раз в секунду.

В США для электроснабжения домашних хозяйств используется однофазный источник питания переменного тока на 120 вольт. Мощность, измеренная в настенной розетке дома в США, будет давать синусоидальные волны, колеблющиеся в пределах ± 170 вольт, при измерении истинного среднеквадратичного напряжения 120 вольт. Частота колебаний составит 60 циклов в секунду.

Hertz назван в честь немецкого физика Генриха Герца (1857–1894), который первым начал передавать и принимать радиоволны.Радиоволны распространяются с частотой один цикл в секунду (1 Гц). (Точно так же часы отсчитывают 1 Гц.)

Ссылка: Принципы цифрового мультиметра, автор — Глен А. Мазур, American Technical Publishers.

Статьи по теме:

Что такое электрическая частота и почему это важно? | Дракс | Drax

Поддержание постоянной частоты нашего источника питания — это тонкий национальный баланс, требующий изменений менее чем за секунду.

Всякий раз, когда вы включаете чайник, зарядное устройство для телефона или любой другой электроприбор в Великобритании, вырабатываемая мощность — это то, что мы называем переменным током (AC). Это означает, что оно чередуется между положительным и отрицательным напряжением.

Это колебание известно как электрическая частота. Переменный ток, который колеблется 50 раз в секунду, как в Великобритании, имеет частоту 50 Гц (50 Гц).

Но какое это имеет значение?

Оборудование в вашем доме, на заводе или в офисе рассчитано на работу на частоте 50 Гц с жесткими допусками, поэтому очень важно поддерживать стабильную частоту нашего источника питания.

Вот почему каждый генератор в Англии, Шотландии и Уэльсе, подключенный к системе передачи высокого напряжения , синхронизируется с каждым другим генератором. Все они соединены вместе и вращаются на частоте 50 Гц, образуя единый стабильный источник питания.

Как регулируется частота?

Изменения спроса и предложения на электроэнергию могут иметь большое влияние на частоту сети. Например, если спрос на электроэнергию больше, чем предложения, частота будет падать.Или, если питания будет слишком много, частота возрастет.

И вероятность ошибки очень мала. Фактически, любая мощность с частотой всего на один процент выше или ниже стандартных 50 Гц рискует повредить оборудование и инфраструктуру, если она не исчезнет. Здесь вы можете увидеть, насколько частота в стране в настоящее время отклоняется от 50 Гц.

В Великобритании управление электрической частотой возлагается на National Grid . Чтобы обеспечить стабильность, сеть заключает контракты с такими генераторами, как Drax power station , для предоставления услуг частотной характеристики, поэтому при изменении частоты в сети генерирующие блоки Drax могут реагировать автоматически.

Если частота увеличивается, турбина снижает расход пара. Если частота падает, расход пара увеличивается. В случае энергоблоков на электростанции Drax этот отклик срабатывает менее чем за одну секунду от начального отклонения частоты.

двигатель — зависимость между частотой и током

2-й вопрос: Куда он девается?

Энергия, отправляемая в катушки индуктивности (и конденсаторы!), Временно сохраняется. Затем он течет обратно, возвращаясь к источнику питания.Во время 1/2 цикла переменного тока в идеале вся энергия возвращается, а катушка или конденсатор потребляют ноль.

Итак, если мы подключим катушку индуктивности к батарее, ток катушки возрастет, и энергия будет накапливаться в магнитном поле. Затем мы внезапно меняем местами соединения катушек. Это меняет направление тока, которое затем плавно падает до нуля. Магнитное поле схлопывается, и энергия течет обратно по цепи, чтобы «перезарядить» батарею. Наконец, как только ток упадет до нуля, отсоедините аккумулятор.Это симуляция одного полупериода переменного тока. В идеале вся энергия, которая шла в индуктор, теперь текла обратно и снова возвращалась в батарею.

Настоящий переменный ток: подключите идеальную индуктивность с нулевым сопротивлением к генератору переменного тока, и генератор отправит энергию на индуктор, а затем снова всасывает ее обратно, дважды за цикл. (Это дважды за цикл, потому что энергия отправляется и обратно во время положительной фазы, а также отправляется и обратно во время отрицательной фазы.)

Практические эффекты: катушка и соединительные провода нагреваются из-за своего сопротивления.Мы получили бы 100% возвращенной энергии, только если бы катушка и провода были сверхпроводящими. Настоящие катушки также действуют как резисторы, как электрические нагреватели. Кроме того, ваш ротор динамо-машины переменного тока будет вибрировать с частотой 120 Гц при попытке привести в движение большую катушку индуктивности. Дважды за цикл генератор видит нагрузку, большой ток, затем видит «антинагрузку» от обратного тока, и его вал получает толчок вперед от возвращаемой энергии. Средний поток энергии равен нулю, но между динамо-машиной и удаленной катушкой индуктивности «колеблется» значительная часть энергии.

Чтобы устранить этот эффект, добавьте к катушке индуктивности «настроечный конденсатор» и отрегулируйте его значение для резонанса при 60 Гц, 400 Гц, какой бы ни была частота вашей системы переменного тока. Теперь «всплеск энергии» происходит только между катушкой индуктивности и конденсатором, в то время как динамо-машина видит постоянную нагрузку переменного тока.

ток — Частота для постоянного тока равна нулю Гц?

Частота — это частота повторения события в течение заданного промежутка времени. Частота 1 герц означает, что что-то происходит раз в секунду.Чтобы развить интуицию для действительно высоких частот и действительно низких частот, просто рассмотрите графики \ $ \ cos (2 \ pi ft) \ $ для различных значений \ $ f \ $.

Когда частота непрерывного периодического сигнала велика, вы можете ожидать увидеть очень острый график, поскольку \ $ f \ rightarrow \ infty \ $ кажется, что график охватывает всю область.

Как видите, не похоже, что высокие частоты имеют какое-либо отношение к постоянному току, а это полная противоположность.

Когда дело доходит до более низких и более низких частот, функция \ $ \ cos \ $ выравнивается, и требуется все больше времени, прежде чем она начнет повторяться. Таким образом, имеет смысл, что когда для повторения требуется \ $ T = \ infty \ $ количество времени, функция всегда будет оставаться с постоянным значением.

Вы можете сами попробовать и посмотреть, как это выглядит.

Вот почему я считаю правильным сказать, что постоянный ток имеет частоту \ $ 0 \ $ и период времени \ $ \ infty \ $.Таким образом, в основном сигнал постоянного тока никогда не повторяется, его повторение занимает вечность.

Это дальнейшее сотрудничество, когда вы обнаружите, что преобразование Фурье сигнала \ $ f (t) = 1 \ $ — это дельта-функция Дирака, сосредоточенная вокруг \ $ 0 \ $. Это означает, что почти вся частотная амплитуда сосредоточена выше \ $ 0 \ $.

Формально

$$ \ mathcal {F} [f (t)] = \ mathcal {F} [1] = F (\ omega) = \ delta (\ omega) $$

вы можете найти доказательство здесь


Теперь то, что я сказал выше, — это один из способов «построить» сигнал постоянного тока.Мы также можем сделать то, что вы сказали, заметить, что сигнал на самом деле периодический для в любой период времени \ $ k \ $, мы можем сказать, что \ $ f (t) = 1 \ $ повторяется каждые \ $ k \ $ секунд и повторяющийся узор представляет собой прямую линию длины \ $ k \ $, параллельную оси x.

Но точно так же, как когда волна греха повторяется каждые \ $ 2 \ pi, 4 \ pi, 6 \ pi, \ cdots \ $, мы по-прежнему говорим, что это период времени \ $ 2 \ pi \ $, потому что это наименьший интервал над которым функция повторяется. Это потому, что нам нужно знать только поведение \ $ \ sin \ $ в этот период времени, чтобы иметь возможность полностью описать его за все время.

Итак, в случае этой функции \ $ f (t) \ $, нам нужно выбрать \ $ k \ $, которое произвольно близко к нулю, чтобы найти наименьший период, за который функция может быть полностью описана, и это период — это фундаментальный период . Основная частота определяется как обратная ей.

Если мы концептуализируем сигнал постоянного тока таким образом, мы обнаружим, что \ $ T \ rightarrow 0 \ $ и \ $ f \ rightarrow \ infty \ $. Но это бесполезный способ думать о сигнале постоянного тока, потому что, как сказал @kaz, каждая частота будет иметь амплитуду \ $ 0 \ $.Чтобы понять, почему, рассмотрите визуальный способ взглянуть на преобразование Фурье и обратите внимание, что сигнал постоянного тока при наложении будет кругом, а центр масс всегда будет оставаться в нуле, независимо от того, на сколько вы его поворачиваете.

Итак, в заключение мы можем думать о сигнале постоянного тока как о построенном из линейных сегментов, но в этом случае нам пришлось бы распределить частотную амплитуду по бесконечному диапазону частот, чтобы ни одна частота не имела ненулевой амплитуды.

Что такое частота? | ХИОКИ Э.E. CORPORATION

Что означает частота для электричества? Введение в основы частоты, региональные факторы и методы измерения

Обзор

Поскольку такие явления, как электричество и такие характеристики, как напряжение, невидимы, многие люди находят их трудными и разочаровывающими. Однако, хотя это правда, что их нельзя увидеть, на самом деле их не так уж и сложно понять. Эта страница представляет собой легкое для понимания введение в основы частоты в контексте электричества и напряжения, региональные различия в частоте, методы измерения частоты и связанные темы.

Частота означает количество волн в секунду.

В контексте переменного тока (AC) частота означает количество переключений тока с положительного на отрицательный за 1 секунду. Частота — это уникальная характеристика переменного тока, который периодически переключается с положительного на отрицательный. Это переключение не происходит при постоянном токе (DC). Частота выражается в герцах (Гц) в качестве единицы. Например, если ток меняется с положительного на отрицательный 60 раз в секунду, мы говорим, что он имеет частоту 60 Гц.

Время, за которое напряжение переменного тока начинается с 0 (ноль), изменяется от положительного до отрицательного и затем возвращается к 0 (нулю) (т. Е. Количество времени, необходимое для завершения цикл) называется периодом, а частота — обратной величине периода. Высокая частота означает больше волн в секунду и более короткий период, а низкая частота означает меньше волн в секунду и более длительный период.

Частота зависит от страны

Частота зависит от региона: 60 ​​Гц в U.С., 50 Гц в Великобритании и Германии и 60 Гц в Южной Корее. В большинстве случаев каждая страна использует одну частоту.
Исключением из этого правила является Япония, где восточная и западная части страны используют отдельные частоты (50 Гц на востоке и 60 Гц на западе). Для одной страны крайне необычно использовать несколько частот.

В прошлом машины, используемые в Японии, были ограничены частотой

При перемещении между регионами с разными частотами в Японии, например, из восточной Японии в западную Японию, вы должны проверить, сможете ли вы пользоваться своим текущим домом. техника в вашем новом доме.В некоторых случаях вам, возможно, придется покупать всю новую бытовую технику при переезде.

Однако в последние годы все большее количество продуктов могут работать с частотами как 50 Гц, так и 60 Гц. Поскольку все больше и больше продуктов содержат инверторы, которые могут регулировать частоту двигателя по мере необходимости, снижается риск того, что использование продукта в регионе с другой частотой приведет к снижению производительности или сбоям.

Методы измерения частоты

Для измерения частоты можно использовать такие инструменты, как цифровые мультиметры с функцией измерения частоты (частотомеры).Такая функциональность может быть доступна даже в продуктах, отличных от цифровых мультиметров высокого класса.

Эти устройства чрезвычайно просты в использовании. Переключите цифровой мультиметр, который обычно выполняет несколько функций, на измерение частоты (Гц). Затем вставьте красный и черный щупы в положительную и отрицательную клеммы мультиметра и поместите измерительные провода в контакт с обоими клеммами цепи, которую вы хотите измерить. Частота в измеряемой части цепи будет отображаться на ЖК-дисплее.

При проведении измерения не забудьте переключить прибор на функцию измерения частоты, прежде чем подключать провода к цепи, которую вы хотите измерить. Переключение функций при контакте проводов с цепью может привести к повреждению цифрового мультиметра.

Сводка

Частота указывает количество волн, возникающих в электричестве за 1 секунду. Во всем мире каждая страна имеет определенную частоту, которую она использует, например 50 Гц или 60 Гц.Япония — редкое исключение, потому что частота ее питания составляет 50 Гц или 60 Гц в зависимости от региона. В последнее время все большее количество продуктов, в том числе некоторые с инверторами, могут работать с обеими частотами.

Помимо описанного выше приложения для измерения промышленной частоты, существует множество ситуаций, в которых измеряется частота.
Если вам когда-нибудь понадобится измерить частоту самостоятельно, попробуйте использовать функцию измерения частоты цифрового мультиметра.

Как использовать

Сопутствующие товары

Узнать больше

Основы переменного тока

Чаще всего частота переменного тока составляет 60 циклов в секунду (обычно называется 60 циклов) или, чаще, 60 Гц (Гц).Последняя единица используется в знак признания Генриха Герца, немецкого физика, который доказал существование и передачу электрических колебаний.

Это обозначение означает, что переменный ток проходит ровно 60 полных циклов изменения тока в секунду. Как показано на рис. 1 (исходная статья), текущая волна начинается с нуля, достигает пика на положительной стороне нулевой оси, возвращается к нулю, продолжается до другого пика на отрицательной стороне нулевой оси, а затем возвращается. снова в ноль.Один положительный и один отрицательный контур представляют один цикл или Гц. Таким образом, ток 60 Гц проходит через 60 комплектов этих положительных и отрицательных контуров за одну секунду.

Если переменный ток меняется на противоположное 60 раз в секунду, как его можно измерить, поскольку равные положительные и отрицательные значения нейтрализуют друг друга, в результате чего ток равен нулю? Ответ: значение переменного тока не основано на его среднем значении. Вместо этого амперметры переменного тока действительно измеряют нагревательный эффект переменного тока. Шкала ампер на амперметре переменного тока откалибрована в эффективных амперах, также называемых среднеквадратичными (среднеквадратичными) амперами.

Чтобы полностью понять эту концепцию, давайте кратко поговорим о токе и сопротивлении. Мы знаем, что когда постоянный ток проходит через определенное сопротивление, выделяется тепло. Что ж, переменный ток также выделяет тепло, когда проходит через то же сопротивление. В обоих случаях эффект нагрева пропорционален I2R. То есть этот эффект нагрева зависит от квадрата тока (I2) для определенного сопротивления (R). Чем больше ток, тем больше тепла выделяется в данной цепи. Следовательно, ампер переменного тока можно определить как тот ток, протекающий через заданное омическое сопротивление, который будет выделять тепло с той же скоростью, что и ампер постоянного тока.

На рис. 2A (исходная статья) показано, что постоянный ток постоянен, а на рис. 2B (исходная статья) показано, что эффективный или истинный среднеквадратичный переменный ток равен по тепловому эффекту 1 А постоянного тока. Обратите внимание, что этот ток находится выше нулевой оси.

Волна I2 генерируется возведением в квадрат каждого мгновенного значения переменного тока как в положительном, так и в отрицательном контурах. Поскольку квадрат отрицательной величины становится положительной величиной, волна I2 для отрицательного контура переменного тока появляется над нулевой осью. Среднее значение этой волны за один цикл равно 1А.Квадрат 1 равен 1. Следовательно, 1 А действующего или истинного среднеквадратичного значения переменного тока, показанного на рисунке 2B, эквивалентен 1 А постоянного тока, показанного на рисунке 2A. Возведенный в квадрат, постоянный ток будет производить тот же эффект нагрева, что и 1 А эффективного (среднеквадратичного) переменного тока в квадрате.

Важные моменты, о которых следует помнить. Если приведенное выше обсуждение несколько сбивает с толку, просто запомните следующие моменты. * Амперы переменного тока, если иное специально не указано в какой-либо литературе или обсуждениях, всегда являются эффективными или среднеквадратичными амперами.Номинальные параметры двигателя, электрического нагревателя, трансформатора, переключателя, шинопровода, предохранителя, автоматического выключателя, а также проводов и кабелей указаны в среднеквадратичных значениях ампера. Расчетные токи, полученные с использованием стандартных электрических уравнений (см. «Назад к основам», выпуск за январь 1993 г.) для определения нагрузок, также являются среднеквадратичными амперами. * Пиковый мгновенный ток чистой, неискаженной синусоидальной волны переменного тока в 1,414 раза больше его действующего значения в амперах. Другими словами, отношение его пикового мгновенного значения к его среднеквадратичному значению составляет 1,414.

Отношение пикового мгновенного значения любого сигнала к его среднеквадратичному значению называется пик-фактором.Таким образом, пик-фактор чистой неискаженной синусоидальной волны 1,414. Пик-фактор важен при обсуждении форм сигналов, искаженных гармоническими токами, генерируемыми нелинейными нагрузками. (См. Выпуск за февраль 1993 года.)

В индуктивной цепи, почему ток увеличивается при уменьшении частоты?

Почему ток (I) уменьшается, когда увеличивается частота в индуктивной цепи и наоборот?

Еще один вопрос из серии вопросов и ответов в области электротехники и электроники.

Объясните утверждение, что « В индуктивной цепи, почему ток в цепи увеличивается при уменьшении частоты ».

Связанные вопросы:

Объяснение:

Мы знаем, что в цепях постоянного тока:

I = V / R,

Но в случае цепей переменного тока:

I = V / Z

Где “ общее сопротивление цепей переменного тока = Импеданс = Z = √ (R 2 + (X L — X C 2 ) »

В случае индуктивной цепи:

  • Z = √ (R 2 + X L 2 )
  • I = V / X L или I = V / Z

Это показывает, что в индуктивной цепи ток обратно пропорционален индуктивности «L», а также индуктивному реактивное сопротивление «X L », поскольку индуктивность и индуктивное сопротивление прямо пропорциональны друг другу.

Давайте проверим на примере, как уменьшается ток при увеличении частоты в случае индуктивной цепи.

При частоте = 50 Гц

Предположим индуктивную цепь, где:

  • Напряжение = V = 3000 В
  • Индуктивность = L = 0,1 Генри
  • Сопротивление = R = 12 Ом
  • Частота = f = 50 Гц

Чтобы найти индуктивное сопротивление;

X L = 2π f L

X L = 2 x 3.1415 x 50 x 0,1

X L = 31,415 Ом

Сопротивление цепи сейчас:

Z = √ (R 2 + X L 2 )

Z = √ (12 2 + 31,415 2 )

Z = 33,63 Ом

Наконец, ток в индуктивной цепи:

I = V / Z

I = 3000 В / 33,63 Ом

I = 89,20 A

Вопросы по теме:

При частоте = 60 Гц

Теперь мы увеличили частоту с 50 Гц до 60 Гц.

В = 3 кВ, R = 12 Ом, L = 0,1 Гн, f = 60 Гц.

X L = 2π f L = 2 x 3,1415 x 60 x 0,1 = 37,7 Ом

Z = √ (R 2 + X L 2 ) = √ (12 2 + 37,7 2 ) = 39,56 Ом

I = V / Z = 3 кВ / 39,56 Ом

I = 75,83 A

Вывод:

Мы видим, что, когда частота была 50 Гц , то ток в цепи был 89.20 A ,

Но когда частота цепи увеличилась с 50 Гц до 60 Гц , то ток уменьшился с 89,20 A до 75,83 A .

Следовательно, доказано,

В индуктивной цепи, когда частота увеличивается, ток цепи уменьшается, и наоборот.

f ∝ 1 / I

В устной или устной речи

  • Индуктивное реактивное сопротивление — это своего рода сопротивление.Когда сопротивление увеличивается, ток в цепи уменьшается, и наоборот.
  • Индуктивность прямо пропорциональна индуктивному сопротивлению и частоте.

L f и L X L

  • Ток обратно пропорционален индуктивности, индуктивному сопротивлению и сопротивлению.

I 1 / L и I 1 / X L и I 1 / Z

  • Импеданс прямо пропорционален индуктивному сопротивлению

Z X L

  • В индуктивной цепи частота обратно пропорциональна току

I 1/ f

Связанные вопросы / ответы:

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.