Czech

Co je to frekvence?

Elektrické
Co je to frekvence?

Frekvence střídavého proudu (AC) představuje počet cyklů sinusoidy za sekundu. Frekvence představuje hodnotu kolikrát proud změní směr za sekundu. Měří se v Hertzích (Hz), mezinárodní jednotce měření, kde 1 Hertz je roven 1 cyklu za sekundu.

  • Hertz (Hz) = jeden Hertz je roven jednomu cyklu za sekundu.
  • Cyklus = jeden úplný vlnový průběh střídavého proudu nebo napětí.
  • Půlperioda = jedna polovina cyklu.
  • Perioda = doba nutná k dokončení jednoho úplného cyklu vlnového průběhu.

Obecně frekvence znamená, jak často se něco opakuje. V případě elektrického proudu představuje frekvence počet opakování sinusoidy nebo dokončení cyklu od kladné po zápornou hodnotu.

Čím více cyklů nastane za sekundu, tím vyšší je frekvence.

Příklad: Pokud má střídavý proud frekvenci 5 Hz (viz graf níže), znamená to, že se vlnový průběh opakuje 5krát za 1 sekundu.

Frekvence

Frekvence se obvykle používá k popisu činnosti elektrického přístroje. Níže naleznete několik běžných rozsahů frekvence:

  • Frekvence v elektrickém vedení (běžně 50 Hz nebo 60 Hz).
  • Pohony s proměnlivými otáčkami, které běžně využívají nosnou frekvenci 1–20 kHz (kilohertz).
  • Rozsah frekvence zvuku: 15 Hz až 20 kHz (rozsah lidského sluchu).
  • Rádiové frekvence: 30–300 kHz.
  • Nízké frekvence: 300 kHz až 3 Mhz (megahertz).
  • Střední frekvence: 3–30 MHz.
  • Vysoké frekvence: 30–300 MHz.

Obvody a zařízení jsou často navrženy k činnosti při stálé nebo proměnné frekvenci. Zařízení navržené k činnosti se stálou frekvencí funguje abnormálně, pokud je provozováno na jiné než uvedené frekvenci. Například střídavý motor navržený k činnosti při 60 Hz pracuje pomaleji, pokud frekvence poklesne pod 60 Hz a rychleji, pokud překročí 60 Hz. U střídavých motorů způsobuje jakákoliv změna frekvence úměrnou změnu otáček motoru. Dalším příkladem je, že 5% snížení frekvence povede k 5% snížení otáček motoru.

Jak měřit frekvenci

Digitální multimetr, který zahrnuje režim měřiče frekvence dovede měřit frekvenci střídavých signálů a může také nabízet následující možnosti:

  • záznam hodnot MIN/MAX, které umožňuje měření frekvence v průběhu stanovené doby, nebo stejným způsobem, jako se zaznamenávají hodnoty napětí, proudu nebo odporu,
  • automatický rozsah, který automaticky vybírá rozsah frekvence, s výjimkou situace, kdy se měřené napětí nachází mimo rozsah měření frekvence.

Elektrické sítě se liší podle států. V USA je rozvodná síť založena na vysoce stabilním 60hertzovém signálu, což znamená, že prochází 60 cykly za sekundu.

V USA je elektřina v domácnosti založena na jednofázovém střídavém napájení o napětí 120 V. Výkon měřený na domácí zásuvce v USA ukáže sinusoidy oscilující v rozmezí ±170 V, při měření true RMS o hodnotě 120 V. Rychlost oscilace bude 60 cyklů za sekundu.

Hertz je pojmenován po německém fyzikovi Heinrichu Hertzovi (1857–1894), který jako první vysílal a přijímal radiové vlny. Radiové vlny mají frekvence od 30 Hz do 300 miliard Hz (300 GHz). (Pro porovnání: vteřinová ručička hodin kmitá frekvencí 1 Hz.)

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

Související články: