Che cos’è la frequenza?

La frequenza della corrente alternata (ac) è il numero di cicli al secondo in un’onda sinusoidale ac. La frequenza è il tasso con cui la corrente cambia direzione al secondo. Si misura in hertz (Hz), un’unità di misura internazionale dove 1 hertz è uguale a 1 ciclo al secondo.

• Hertz (Hz) = Un hertz è uguale a un ciclo al secondo.
• Ciclo = Un’onda completa di corrente o tensione alternata.
• Alternazione = Una metà di un ciclo.
• Periodo = Il tempo necessario per produrre un ciclo completo di una forma d’onda.

Alla sua base, la frequenza è quanto spesso qualcosa si ripete. Nel caso della corrente elettrica, la frequenza è il numero di volte che un’onda sinusoidale ripete, o completa, un ciclo positivo-negativo.

Più cicli si verificano al secondo, più alta è la frequenza.

Esempio: Se si dice che una corrente alternata ha una frequenza di 3 Hz (vedi diagramma sotto), ciò indica che la sua forma d’onda si ripete 3 volte in 1 secondo.

La frequenza è tipicamente usata per descrivere il funzionamento delle apparecchiature elettriche. Di seguito ci sono alcune gamme di frequenza comuni:

• Frequenza della linea elettrica (normalmente 50 Hz o 60 Hz).
• Azionamenti a frequenza variabile, che normalmente usano una frequenza portante di 1-20 kilohertz (kHz).
• Banda di frequenza audio: 15 Hz a 20 kHz (la gamma dell’udito umano).
• Frequenza radio: 30-300 kHz.
• Bassa frequenza: 300 kHz a 3 megahertz (MHz).
• Media frequenza: 3-30 MHz.
• Alta frequenza: 30-300 MHz.

Circuiti e attrezzature sono spesso progettati per funzionare a una frequenza fissa o variabile. Le apparecchiature progettate per funzionare a una frequenza fissa si comportano in modo anomalo se funzionano a una frequenza diversa da quella specificata. Per esempio, un motore a corrente alternata progettato per funzionare a 60 Hz funziona più lentamente se la frequenza scende sotto i 60 Hz, più velocemente se supera i 60 Hz. Per i motori a corrente alternata, qualsiasi cambiamento di frequenza provoca un cambiamento proporzionale nella velocità del motore. Un altro esempio è una riduzione del 5% della frequenza produce una riduzione del 5% della velocità del motore.

Come misurare la frequenza

Un multimetro digitale che include una modalità contatore di frequenza può misurare la frequenza dei segnali ac e può anche offrire quanto segue:

• registrazioneMIN/MAX, che permette di registrare le misure di frequenza per un periodo specificato o nello stesso modo in cui vengono registrate le misure di tensione, corrente o resistenza.
• Auto-range, che seleziona automaticamente la gamma di frequenza, tranne quando la tensione misurata è al di fuori della gamma di misurazione della frequenza.

Le reti elettriche variano a seconda della nazione. Negli Stati Uniti, la rete si basa su un segnale altamente stabile a 60 Hertz, il che significa che fa 60 cicli al secondo.

Negli Stati Uniti, l’energia elettrica domestica si basa su un’alimentazione monofase a 120 volt CA. La potenza misurata in una presa a muro in una casa statunitense produrrà onde sinusoidali che oscillano tra ±170 volt, con la tensione true-rms che misura 120 volt. Il tasso di oscillazione sarà di 60 cicli al secondo.

Hertz prende il nome dal fisico tedesco Heinrich Hertz (1857-1894), primo a trasmettere e ricevere onde radio. Le onde radio viaggiano a un ciclo al secondo (1 Hz). (Allo stesso modo, un orologio ticchetta a 1 Hz.)

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