¿Qué es la frecuencia?

La frecuencia de la corriente alterna (ac) es el número de ciclos por segundo de una onda sinusoidal ac. La frecuencia es la velocidad a la que la corriente cambia de dirección por segundo. Se mide en hercios (Hz), una unidad de medida internacional en la que 1 hercio equivale a 1 ciclo por segundo.

• Hercios (Hz) = Un hercio equivale a un ciclo por segundo.
• Ciclo = Una onda completa de corriente o tensión alterna.
• Alternancia = La mitad de un ciclo.
• Periodo = El tiempo requerido para producir un ciclo completo de una forma de onda.

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

Cuantos más ciclos se produzcan por segundo, mayor será la frecuencia.

Ejemplo: Si se dice que una corriente alterna tiene una frecuencia de 3 Hz (véase el diagrama siguiente), eso indica que su forma de onda se repite 3 veces en 1 segundo.

La frecuencia se suele utilizar para describir el funcionamiento de los equipos eléctricos. A continuación se indican algunos rangos de frecuencia comunes:

• Frecuencia de la línea eléctrica (normalmente 50 Hz o 60 Hz).
• Accionamientos de frecuencia variable, que normalmente utilizan una frecuencia portadora de 1 a 20 kilohercios (kHz).
• Gama de frecuencia de audio: 15 Hz a 20 kHz (el rango de la audición humana).
• Frecuencia de radio: 30-300 kHz.
• Frecuencia baja: 300 kHz a 3 megahercios (MHz).
• Frecuencia media: 3-30 MHz.
• Frecuencia alta: 30-300 MHz.

Los circuitos y equipos suelen estar diseñados para funcionar a una frecuencia fija o variable. Los equipos diseñados para funcionar a una frecuencia fija tienen un rendimiento anormal si se operan a una frecuencia diferente a la especificada. Por ejemplo, un motor de corriente alterna diseñado para funcionar a 60 Hz funciona más lentamente si la frecuencia cae por debajo de 60 Hz, y más rápidamente si supera los 60 Hz. En el caso de los motores de CA, cualquier cambio en la frecuencia provoca un cambio proporcional en la velocidad del motor. Otro ejemplo es que una reducción del 5% en la frecuencia produce una reducción del 5% en la velocidad del motor.

Cómo medir la frecuencia

Un multímetro digital que incluya un modo de contador de frecuencia puede medir la frecuencia de las señales de CA y también puede ofrecer lo siguiente:

• Grabación MÍN/MÁX, que permite registrar las mediciones de frecuencia durante un período especificado o de la misma manera que se registran las mediciones de tensión, corriente o resistencia.
• Rango automático, que selecciona automáticamente el rango de frecuencia, excepto cuando la tensión medida está fuera del rango de medición de frecuencia.

Las redes eléctricas varían según el país. En EE.UU., la red se basa en una señal altamente estable de 60 hercios, lo que significa que tiene un ciclo de 60 veces por segundo.

En EE.UU., la energía eléctrica doméstica se basa en una fuente de alimentación monofásica de 120 voltios de CA. La potencia medida en una toma de corriente en un hogar estadounidense dará lugar a ondas sinusoidales que oscilan entre ±170 voltios, con una tensión real de 120 voltios. La velocidad de oscilación será de 60 ciclos por segundo.

Hertz recibe su nombre del físico alemán Heinrich Hertz (1857-1894), el primero en emitir 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.)