+7(499) 136 06 90

+7(495) 704-31-86

[email protected]

Частота переменного тока это


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 %.

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:

  • Порядок измерения частоты мультиметром

Частота электрического тока: определение, формула, характеристики

Пример HTML-страницы

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:

Что такое частота? | Fluke

Частота переменного тока (ac) — это число циклов синусоидальной волны переменного тока в секунду. Частота – это скорость, с которой ток меняет направление в секунду. 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 частота повторения чего-либо. В случае электрического тока частота — это количество раз, которое синусоидальная волна повторяет или завершает цикл с положительного на отрицательный.

Чем больше циклов происходит в секунду, тем выше частота.

Пример: Если говорят, что переменный ток имеет частоту 3 Гц (см. схему 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 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 на фиксированной или переменной частоте. Оборудование, предназначенное для работы на фиксированной частоте, работает ненормально, если 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: снижение частоты на 5% приводит к снижению скорости двигателя на 5%.

Цифровой мультиметр с режимом счетчика частоты может измерять частоту сигналов переменного тока, а также может предлагать следующие возможности:

  • Запись МИН. /МАКС., которая позволяет записывать измерения частоты в течение определенного периода или того же напряжения, измерения тока или сопротивления записываются.
  • Автоматический выбор диапазона, который автоматически выбирает диапазон частот, за исключением случаев, когда измеряемое напряжение выходит за пределы диапазона измерения частоты.

Электросети различаются в зависимости от страны. В США сеть основана на очень стабильном сигнале с частотой 60 герц, что означает, что он повторяется 60 раз в секунду.

В США домашнее электроснабжение основано на однофазном источнике переменного тока напряжением 120 вольт. Мощность, измеренная в настенной розетке в доме в США, будет давать синусоидальные волны, которые колеблются в пределах ± 170 вольт, при этом истинное среднеквадратичное значение напряжения составляет 120 вольт. Скорость колебаний составит 60 циклов в секунду.

Герц назван в честь немецкого физика Генриха Герца (1857-189).4), первыми передавали и принимали радиоволны. Радиоволны распространяются со скоростью один цикл в секунду (1 Гц). (Точно так же часы тикают с частотой 1 Гц.)

Ссылка: Принципы цифрового мультиметра Глена А. Мазура, American Technical Publishers.

 

 

 

 

Основы переменного тока

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

Это обозначение указывает на то, что переменный ток проходит ровно 60 полных циклов изменения тока в секунду. Как показано на рис. 1 (оригинальная статья), волна тока 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. Одна положительная и одна отрицательная петля представляют один цикл или Гц. Таким образом, ток частотой 60 Гц проходит через 60 полных наборов этих положительных и отрицательных контуров за одну секунду.

Если переменный ток меняет направление на противоположное 60 раз в секунду, как его можно измерить, поскольку равные положительные и отрицательные значения компенсируют друг друга, а чистый результат равен нулю ампер? Ответ таков: значение переменного тока не основано на его среднем значении. Вместо этого амперметры переменного тока действительно измеряют нагревательный эффект переменного тока. Шкала амперметра 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 заданное сопротивление, выделяется тепло. Что ж, переменный ток также выделяет тепло, когда проходит через это же сопротивление. В обоих случаях этот эффект нагрева пропорционален I2R. То есть этот эффект нагрева зависит от квадрата тока (I2) для удельного сопротивления (R). Чем больше ток, тем больше тепла выделяется в данной цепи. Следовательно, ампер переменного тока можно определить как ток, протекающий через данное омическое сопротивление, который будет выделять тепло с той же скоростью, что и ампер постоянного тока.

На рис. 2A (исходная статья) показано, что постоянный ток является постоянным, а на рис. 2B (исходная статья) показано, что эффективное или истинное среднеквадратичное значение переменного тока равно нагревающему эффекту 1 А постоянного тока. Обратите внимание, что этот ток выше нулевой оси.

Волна I2 создается путем возведения 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 эффективного или истинного среднеквадратичного значения переменного тока, показанного на рис. 2В, эквивалентно 1 А постоянного тока, показанного на рис. 2А. Возведенный в квадрат, постоянный ток будет производить такой же эффект нагрева, как 1 А эффективного (среднеквадратичного) переменного тока в квадрате.

Важно помнить. Если приведенное выше обсуждение несколько сбивает с толку, просто запомните следующие моменты. * Амперы переменного тока, если специально не указано иное в какой-либо литературе или обсуждениях, всегда являются эффективными или среднеквадратичными значениями ампер. Мощность двигателя, электронагревателя, трансформатора, переключателя, шинопровода, предохранителя, автоматического выключателя, а также номиналы проводов и кабелей указаны в среднеквадратичных значениях ампер. Расчетные токи, полученные с использованием стандартных электрических уравнений (см. «Назад к основам», выпуск за январь 1993 г.) для определения нагрузок, также являются среднеквадратичными значениями ампер.


Learn more