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O que é a frequência?

12 de Julho de 2021 | Aplicações elétricas
O que é a frequência?

A frequência da corrente alternada (AC) é o número de ciclos por segundo numa onda sinusoidal AC. A frequência é a velocidade que a corrente muda de direção por segundo. É medida em hertz (Hz), uma unidade de medição internacional onde 1 hertz é igual a 1 ciclo por segundo.

  • Hertz (Hz) = Um hertz é igual a um ciclo por segundo.
  • Ciclo = Uma onda completa de corrente alternada ou de tensão.
  • Alternância = Metade de um ciclo.
  • Período = O tempo necessário para produzir um ciclo completo de forma de onda.

No significado mais básico, frequência é quantas vezes algo se repete. No caso da corrente elétrica, a frequência é o número de vezes que uma onda sinusoidal se repete ou completa, um ciclo positivo-para-negativo.

Quanto mais ciclos ocorrerem por segundo, maior a frequência.

Exemplo: quando se diz que uma corrente alternada tem uma frequência de 5 Hz (ver diagrama abaixo), isso indica que a sua forma de onda se repete 5 vezes em 1 segundo.

Frequência

A frequência é habitualmente utilizada para descrever o funcionamento de equipamento elétrico. Abaixo encontra alguns dos intervalos de frequência mais comuns:

  • Frequência de um cabo de eletricidade (normalmente 50 Hz ou 60 Hz).
  • Variadores de frequência, que normalmente utilizam uma frequência portadora de 1 a 20 kilohertz (kHz).
  • Intervalo de frequência áudio: 15 Hz a 20 kHz (o intervalo de audição dos seres humanos).
  • Frequência rádio: 30 a 300 kHz.
  • Frequência baixa: 300 kHz a 3 megahertz (MHz).
  • Frequência média: 3 a 30 MHz.
  • Frequência alta: 30 a 300 MHz.

Os circuitos e equipamento são frequentemente concebidos para funcionar numafrequência fixa ou variável. O equipamento concebido para operar a uma frequência fixa funciona de forma anormal se operar a uma frequência diferente da especificada. Por exemplo, um motor AC concebido para operar a 60 Hz funciona mais lentamente se a frequência diminuir abaixo dos 60 Hz, ou mais rapidamente se a frequência exceder os 60 Hz. Para motores AC, qualquer alteração na frequência causa uma alteração proporcional na velocidade do motor. Outro exemplo é: uma redução de 5% na frequência produz uma redução de 5% na velocidade do motor.

Como medir a frequência

Um multímetro digital que inclua um modo de Contador de frequência pode medir a frequência de sinais AC e também pode disponibilizar o seguinte:

  • Gravação de MÍN./MÀX, que permite o registo de medições de frequência durante um período especificado ou da mesma forma que as medições de tensão, corrente ou resistência são registadas.
  • Intervalo automático, que seleciona automaticamente o intervalo de frequência, exceto quando a tensão medida se encontra fora do intervalo de medição de frequência.

As redes elétricas variam de país para país. Nos Estados Unidos, a rede baseia-se num sinal de 60 hertz altamente estável, o que significa que realiza um ciclo 60 vezes por segundo.

Nos Estados Unidos, a eletricidade doméstica baseia-se numa fonte de alimentação AC unifásica de 120 V AC. A eletricidade medida numa tomada na parede numa casa nos Estados Unidos gera ondas sinusoidais que oscilam entre ±170 volts, com medição de tensão true-rms nos 120 volts. O ritmo da oscilação será de 60 ciclos por segundo.

Hertz provém do nome do físico alemão Heinrich Hertz (1857-1894), o primeiro a emitir e receber ondas rádio. As ondas rádio deslocam-se a um ciclo por segundo (1 Hz). (Da mesma forma, um relógio faz tique-taque a 1 Hz.)

Bibliografia: Digital Multimeter Principles por Glen A. Mazur, American Technical Publishers.

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