Co je to frekvence?

Frekvence střídavého proudu (AC) je počet cyklů za sekundu ve střídavé sinusovce. Frekvence je rychlost, s jakou se mění směr proudu za sekundu. Měří se v hertzích (Hz), což je mezinárodní měrná jednotka, kde se 1 hertz rovná 1 cyklu za sekundu.

• Hertz (Hz) = Jeden hertz se rovná jednomu cyklu za sekundu.
• Cyklus = Jedna úplná vlna střídavého proudu nebo napětí.
• Alternace = Jedna polovina cyklu.
• Perioda = Doba potřebná k vytvoření jednoho úplného cyklu vlnění.

Frekvence v nejzákladnějším slova smyslu znamená, jak často se něco opakuje. V případě elektrického proudu je frekvence to, kolikrát se sinusový průběh zopakuje neboli dokončí cyklus od kladného k zápornému.

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

Příklad:

Frekvence se obvykle používá k popisu činnosti elektrických zařízení. Níže jsou uvedeny některé běžné frekvenční rozsahy:

• Frekvence elektrického vedení (obvykle 50 Hz nebo 60 Hz).
• Frekvenční měniče, které obvykle používají nosnou frekvenci 1-20 kilohertzů (kHz).
• Audiový frekvenční rozsah:
• Rádiová frekvence: 30-300 kHz.
• Nízká frekvence: 300 kHz až 3 megahertzy (MHz).
• Střední frekvence: 3-30 MHz.
• Vysoká frekvence: 30-300 MHz.

Obvody a zařízení jsou často navrženy tak, aby pracovaly na pevné nebo proměnné frekvenci. Zařízení navržená pro provoz na pevné frekvenci fungují abnormálně, pokud jsou provozována na jiné frekvenci, než je specifikováno. Například střídavý motor navržený pro provoz při 60 Hz pracuje pomaleji, pokud frekvence klesne pod 60 Hz, rychleji, pokud překročí 60 Hz. U střídavých motorů způsobuje jakákoli změna frekvence úměrnou změnu otáček motoru. Dalším příkladem je, že snížení frekvence o 5 % způsobí snížení otáček motoru o 5 %.

Jak měřit frekvenci

Digitální multimetr, který obsahuje režim čítače frekvence, může měřit frekvenci střídavých signálů a může také nabízet následující funkce:

• MIN/MAX záznam, který umožňuje zaznamenávat měření frekvence po určitou dobu nebo stejným způsobem, jakým se zaznamenávají měření napětí, proudu nebo odporu.
• Automatický rozsah, který automaticky volí frekvenční rozsah, s výjimkou případů, kdy je měřené napětí mimo rozsah měření frekvence.

Měřící sítě se liší podle země. V USA je rozvodná síť založena na vysoce stabilním 60hertzovém signálu, což znamená, že se cykluje 60krát za sekundu.

V USA je elektrická energie pro domácnosti založena na jednofázovém napájení střídavým proudem o napětí 120 voltů. Napájení měřené ve stěnové zásuvce v americké domácnosti poskytne sinusové vlny, které oscilují mezi ±170 volty, přičemž skutečné efektivní napětí měří 120 voltů. Rychlost kmitání bude 60 cyklů za sekundu.

Hertz je pojmenován podle německého fyzika Heinricha Hertze (1857-1894), který jako první vysílal a přijímal rádiové vlny. Rádiové vlny se šíří rychlostí jednoho cyklu za sekundu (1 Hz). (Podobně hodiny tikají rychlostí 1 Hz.)