Vad är frekvens?

Växelströmsfrekvens är antalet cykler per sekund i en sinusvåg. Frekvens är den hastighet med vilken strömmen ändrar riktning per sekund. Den mäts i hertz (Hz), en internationell måttenhet där 1 hertz är lika med 1 cykel per sekund.

• Hertz (Hz) = En hertz är lika med en cykel per sekund.
• Cykel = En fullständig våg av växelström eller spänning.
• Alternation = En halv cykel.
• Period = Den tid som krävs för att producera en fullständig cykel av en vågform.

Frekvens är i sin mest grundläggande form hur ofta något upprepas. När det gäller elektrisk ström är frekvensen det antal gånger en sinusvåg upprepar, eller fullbordar, en positiv-negativ cykel.

Desto fler cykler som inträffar per sekund, desto högre är frekvensen.

Exempel: Om en växelström sägs ha en frekvens på 3 Hz (se diagrammet nedan) betyder det att dess vågform upprepas tre gånger på en sekund.

Frekvens används vanligtvis för att beskriva elektrisk utrustnings funktion. Nedan följer några vanliga frekvensområden:

• Frekvens i elnätet (normalt 50 Hz eller 60 Hz).
• Variabla frekvensomriktare, som normalt använder en bärfrekvens på 1-20 kilohertz (kHz).
• Audio frekvensområde: Låg frekvens: 300 kHz till 3 megahertz (MHz).
• Medelfrekvens: 3-30 MHz.
• Hög frekvens: 30-300 MHz.

Kretsar och utrustning är ofta konstruerade för att fungera vid en fast eller variabel frekvens. Utrustning som är konstruerad för att fungera vid en fast frekvens fungerar onormalt om den drivs vid en annan frekvens än den angivna. En växelströmsmotor som är konstruerad för att arbeta vid 60 Hz går till exempel långsammare om frekvensen sjunker under 60 Hz och snabbare om den överstiger 60 Hz. För växelströmsmotorer orsakar varje förändring av frekvensen en proportionell förändring av motorhastigheten. Ett annat exempel är att en 5 % minskning av frekvensen ger en 5 % minskning av motorhastigheten.

Hur man mäter frekvens

En digital multimeter som har ett frekvensräknarläge kan mäta frekvensen hos växelströmssignaler och kan också erbjuda följande:

• MIN/MAX-registrering, vilket gör det möjligt att registrera frekvensmätningar under en specificerad period eller på samma sätt som spännings-, ström- eller resistansmätningar registreras.
• Auto-range, som automatiskt väljer frekvensområdet, utom när den uppmätta spänningen ligger utanför frekvensmätningsområdet.

Effektnäten varierar från land till land. I USA baseras elnätet på en mycket stabil 60-hertz-signal, vilket innebär att det cyklar 60 gånger per sekund.

I USA baseras hushållens elkraft på en enfasig 120-volts växelström. Strömmen som mäts vid ett vägguttag i ett amerikanskt hem ger sinusvågor som oscillerar mellan ±170 volt, med den verkliga effektivspänningen som mäts vid 120 volt. Oscillationshastigheten är 60 cykler per sekund.

Hertz är uppkallad efter den tyske fysikern Heinrich Hertz (1857-1894), som var först med att sända och ta emot radiovågor. Radiovågor rör sig med en cykel per sekund (1 Hz). (På samma sätt tickar en klocka med 1 Hz.)