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¿Qué es la frecuencia?

May 10, 2021 | Eléctrica
¿Qué es la frecuencia?

La mayoría de los multímetros digitales están equipados para medir la frecuencia.

 
 

La frecuencia de la CA es el número de ciclos por segundo de una onda sinusoidal de corriente alterna (CA).

Dicho de otra forma, la frecuencia es la velocidad a la que la corriente cambia de sentido por segundo. Se mide en hercios (Hz), una unidad internacional de medida donde 1 hercio es igual a 1 ciclo por segundo.

En su forma más básica, la frecuencia es cuántas veces se repite algo. En el caso de corriente eléctrica, la frecuencia es el número de veces que una onda sinusoidal se repite, o completa, un ciclo de positivo a negativo.

Ejemplo: si una corriente alterna tiene una frecuencia de 5 Hz (véase el diagrama siguiente), eso indica que su forma de onda se repite 5 veces en 1 segundo.

Frecuencia

Cuantos más ciclos ocurren por segundo, mayor será la frecuencia.

La siguiente es parte de la terminología relacionada con la frecuencia:

Hercio (Hz): un hercio es igual a un ciclo por segundo.
Ciclo: una onda completa de corriente alterna o tensión.
Alternancia: la mitad de un ciclo.
Período: el tiempo requerido para producir un ciclo completo de una forma de onda.

La frecuencia se utiliza normalmente para describir el funcionamiento del equipo eléctrico. A continuación, se muestran algunos rangos de frecuencia comunes:

  • Frecuencia de línea de alimentación (normalmente de 50 Hz o 60 Hz).
  • Unidades de frecuencia variable, que normalmente utilizan una frecuencia portadora de 1-20 kilohercios (kHz).
  • Frecuencia de audio: 15 Hz a 20 kHz (el rango de audición humana).
  • Radiofrecuencia: 30-300 kHz.
  • Baja frecuencia: 300 kHz a 3 megahercios (MHz).
  • Frecuencia media: 3-30 MHz.
  • Alta frecuencia: 30-300 MHz.

Los circuitos y los equipos a menudo están diseñados para funcionar a una frecuencia fija o variable.

Los equipos diseñados para funcionar a una frecuencia fija funcionan anormalmente si se operan en una frecuencia diferente a la especificada.

Ejemplo: un motor de CA diseñado para operar a 60 Hz funciona más lento si la frecuencia cae por debajo de 60 Hz y más rápido si supera los 60 Hz.

Para los motores de CA, cualquier cambio en la frecuencia provoca un cambio proporcional en la velocidad del motor.

Ejemplo: una reducción del 5 % en la frecuencia produce una reducción del 5 % en la velocidad del motor.

Un multímetro digital (DMM) que incluye un contador de frecuencia puede medir la frecuencia de las señales de corriente alterna. Un DMM también puede ofrecer estos modos:

  • Grabación de MÍN./MÁX.: permite mediciones de frecuencia que se registrarán:
    1. durante un período de tiempo específico;
    2. de la misma manera en la que se registran las mediciones de tensión, corriente o resistencia.
  • Rango automático: selecciona automáticamente el rango de frecuencia (a menos que la tensión medida esté fuera del rango de medición de frecuencia).

Las redes eléctricas varían según el país. En los Estados Unidos, la red se basa en una señal de 60 hercios muy estable, lo que significa que cicla 60 veces por segundo.

En los Estados Unidos, la energía eléctrica del hogar se basa en una fuente de corriente alterna monofásica de 120 voltios. La potencia medida en un tomacorriente de pared en una casa de Estados Unidos producirá ondas sinusoidales que oscilan entre 170 y -170 voltios, con la medición de la tensión de verdadero valor eficaz de 120 voltios. La frecuencia de oscilación será de 60 ciclos por segundo.

Se denomina Hercio en honor al físico alemán Heinrich Hertz (1857-1894), el primero en transmitir y recibir ondas de radio. Las ondas de radio viajan a un ciclo por segundo (1 Hz). (Del mismo modo, un reloj hace tictac a 1 Hz).

Referencia: Digital Multimeter Principles (Principios de los multímetros digitales) por Glen A. Mazur, American Technical Publishers.