Periode og frekvens for vekselstrøm
Dette begrepet «elektrisk vekselstrøm» skal forstås som en strøm som endres over tid på noen måte, i samsvar med begrepet «variabel mengde» introdusert i matematikk. I elektroteknikk kom imidlertid begrepet «elektrisk vekselstrøm» til å bety en elektrisk strøm imputert i en retning (i motsetning til elektrisk strøm med konstant retning) og derfor i størrelse, siden det er fysisk umulig å forestille seg endringer i elektrisk strøm i retning uten tilsvarende endringer i størrelse.
Bevegelsen av elektroner i en leder, først i én retning og deretter i den andre, kalles en vekselstrømsvingning. Den første oscillasjonen følges av den andre, deretter den tredje osv. Når strømmen i ledningen svinger rundt den, oppstår en tilsvarende svingning av magnetfeltet.
Tidspunktet for én svingning kalles perioden og er betegnet med bokstaven T. Perioden uttrykkes i sekunder eller i enheter av brøkdeler av et sekund.Disse er: en tusendels sekund er et millisekund (ms) lik 10-3 s, en milliondels sekund er et mikrosekund (μs) lik 10-6 s, og en milliarddels sekund er et nanosekund (ns ) lik 10 -9 s.
Karakteristisk viktig mengde vekselstrøm, er frekvensen. Den representerer antall svingninger eller antall perioder per sekund og er betegnet med bokstaven f eller F. Frekvensenheten er hertz, oppkalt etter den tyske vitenskapsmannen G. Hertz og forkortet til bokstavene Hz (eller Hz). Hvis en fullstendig svingning skjer i løpet av ett sekund, er frekvensen lik en hertz. Når ti vibrasjoner oppstår i løpet av et sekund, er frekvensen 10 Hz. Frekvens og periode er gjensidige:
og
Ved en frekvens på 10 Hz er perioden 0,1 s. Og hvis perioden er 0,01 s, er frekvensen 100 Hz.
Frekvens er den viktigste egenskapen til vekselstrøm Elektriske maskiner og vekselstrømsapparater kan kun fungere normalt med den frekvensen de er konstruert for. Parallell drift av elektriske generatorer og stasjoner i et felles nettverk er bare mulig med samme frekvens. Derfor er frekvensen av vekselstrøm produsert av kraftverk i alle land standardisert ved lov.
I et AC elektrisk nettverk er frekvensen 50 Hz. Strømmen flyter femti ganger i sekundet i én retning og femti ganger i motsatt retning. Den når sin amplitudeverdi hundre ganger per sekund og blir lik null hundre ganger, det vil si at den endrer retning hundre ganger når den krysser nullverdien. Lamper koblet til nettverket slukker hundre ganger i sekundet og lyser sterkere like mange ganger, men øyet merker ikke dette på grunn av visuell treghet, det vil si evnen til å beholde de mottatte inntrykkene i omtrent 0,1 s.
Ved beregning med vekselstrøm bruker de også vinkelfrekvensen, som er lik 2pif eller 6,28f. Det skal ikke uttrykkes i hertz, men i radianer per sekund.
Med den aksepterte frekvensen av industriell strøm på 50 Hz, er maksimal mulig hastighet på generatoren 50 r / s (p = 1). Turbingeneratorer er bygget for dette antall omdreininger, dvs. generatorer drevet av dampturbiner. Antall omdreininger til de hydrauliske turbinene og hydrogengeneratorene som drives av dem avhenger av de naturlige forholdene (først og fremst av trykket) og svinger innenfor vide grenser, noen ganger synkende til 0,35 — 0,50 omdreininger/sek.
Antall omdreininger har stor innflytelse på maskinens økonomiske indikatorer — dimensjoner og vekt Hydrogeneratorer med noen få omdreininger per sekund har en ytre diameter som er 3 til 5 ganger større og veier mange ganger mer enn turbingeneratorer med samme effekt med n = 50 omdreininger. I moderne generatorer roterer deres magnetiske system, og ledningene som EMF induseres i, plasseres i den stasjonære delen av maskinen.
Vekselstrøm er vanligvis delt etter frekvens. Strømmer med en frekvens på mindre enn 10 000 Hz kalles lavfrekvente strømmer (LF-strømmer). For disse strømmene tilsvarer frekvensen frekvensen til de ulike lydene til den menneskelige stemmen eller musikkinstrumentene, og derfor kalles de ellers lydfrekvensstrømmer (bortsett fra strømmer med en frekvens under 20 Hz, som ikke tilsvarer lydfrekvenser) . I radioteknikk er lavfrekvente strømmer mye brukt, spesielt i radiotelefonoverføring.
Hovedrollen i radiokommunikasjon spilles imidlertid av vekselstrømmer med en frekvens over 10 000 Hz, kalt høyfrekvente strømmer eller radiofrekvenser (HF-strømmer).For å måle frekvensen til disse strømmene brukes følgende enheter: kilohertz (kHz), lik tusen hertz, megahertz (MHz), lik en million hertz, og gigahertz (GHz), lik en milliard hertz. Ellers står kilohertz, megahertz og gigahertz for kHz, MHz, GHz. Strømmer med en frekvens på hundrevis av megahertz og høyere kalles ultrahøy- eller ultrahøyfrekvente strømmer (UHF og UHF).
Radiostasjoner bruker HF-vekselstrøm med en frekvens på hundrevis av kilohertz og høyere. I moderne radioteknologi brukes strømmer med en frekvens på milliarder av hertz til spesielle formål, og det finnes enheter som nøyaktig kan måle slike ultrahøye frekvenser.