Període i freqüència del corrent altern

Aquest terme «corrent elèctric altern» s'ha d'entendre com un corrent que canvia en el temps de qualsevol manera, d'acord amb el concepte de «quantitat variable» introduït a les matemàtiques. En enginyeria elèctrica, però, el terme «corrent elèctric altern» va arribar a significar un corrent elèctric imputat en una direcció (a diferència de corrent elèctric de sentit constant) i per tant en magnitud, ja que és físicament impossible imaginar canvis de direcció del corrent elèctric sense els corresponents canvis de magnitud.

El moviment dels electrons en un conductor, primer en una direcció i després en l'altra, s'anomena oscil·lació de corrent altern. La primera oscil·lació és seguida de la segona, després de la tercera, etc. Quan el corrent del cable oscil·la al seu voltant, es produeix una oscil·lació corresponent del camp magnètic.

El temps d'una oscil·lació s'anomena període i s'indica amb la lletra T. El període s'expressa en segons o en unitats de fraccions de segon.Aquests són: una mil·lèsima de segon és un mil·lisegon (ms) igual a 10-3 s, una mil·lèsima de segon és un microsegon (μs) igual a 10-6 s, i una mil·lilonèsima de segon és un nanosegon (ns). ) igual a 10 -9 s.

Quantitat important característica corrent altern, és la freqüència. Representa el nombre d'oscil·lacions o el nombre de períodes per segon i s'indica amb la lletra f o F. La unitat de freqüència és l'hertz, que rep el nom del científic alemany G. Hertz i s'abreuja amb les lletres Hz (o Hz). Si es produeix una oscil·lació completa en un segon, la freqüència és igual a un hertz. Quan es produeixen deu vibracions en un segon, la freqüència és de 10 Hz. La freqüència i el període són recíprocs:

i

A una freqüència de 10 Hz, el període és de 0,1 s. I si el període és de 0,01 s, la freqüència és de 100 Hz.

La freqüència és la característica més important del corrent altern.Les màquines elèctriques i els dispositius de corrent altern només poden funcionar amb normalitat a la freqüència per a la qual estan dissenyats. El funcionament paral·lel de generadors i estacions elèctrics en una xarxa comuna només és possible a la mateixa freqüència. Per tant, a tots els països la freqüència de corrent altern produïda per les centrals elèctriques està normalitzada per llei.

En una xarxa elèctrica de CA, la freqüència és de 50 Hz. El corrent flueix cinquanta vegades per segon en una direcció i cinquanta vegades en sentit contrari. Assoleix el seu valor d'amplitud cent vegades per segon i passa a ser igual a zero cent vegades, és a dir, canvia cent vegades de direcció quan creua el valor zero. Les làmpades connectades a la xarxa s'apaguen cent vegades per segon i s'il·luminen més el mateix nombre de vegades, però l'ull no ho nota a causa de la inèrcia visual, és a dir, la capacitat de retenir les impressions rebudes durant uns 0,1 s.

Quan es calcula amb corrents alterns, també utilitzen la freqüència angular, que és igual a 2pif o 6,28f. No s'ha d'expressar en hertz, sinó en radians per segon.

Amb la freqüència acceptada de corrent industrial de 50 Hz, la velocitat màxima possible del generador és de 50 r / s (p = 1). Els generadors de turbina es construeixen per a aquest nombre de revolucions, és a dir, els generadors accionats per turbines de vapor. El nombre de revolucions de les turbines hidràuliques i dels generadors d'hidrogen accionats per aquestes depèn de les condicions naturals (principalment de la pressió) i fluctua dins de límits amplis, de vegades disminuint fins a 0,35 - 0,50 revolucions / seg.

El nombre de revolucions té una gran influència en els indicadors econòmics de la màquina —dimensions i pes. Els hidrogeneradors amb poques revolucions per segon tenen un diàmetre exterior de 3 a 5 vegades més gran i pesen moltes vegades més que els generadors de turbina amb la mateixa potència amb n = 50 revolucions. En els alternadors moderns, el seu sistema magnètic gira i els cables en què s'indueixen els EMF es col·loquen a la part estacionària de la màquina.

Els corrents alterns solen dividir-se per freqüència. Els corrents amb una freqüència inferior a 10.000 Hz s'anomenen corrents de baixa freqüència (corrents LF). Per a aquests corrents, la freqüència correspon a la freqüència dels diferents sons de la veu humana o dels instruments musicals, i per tant s'anomenen corrents d'àudiofreqüència (excepte els corrents amb una freqüència inferior a 20 Hz, que no corresponen a les freqüències d'àudio). . En enginyeria de ràdio, els corrents de baixa freqüència s'utilitzen àmpliament, especialment en la transmissió radiotelefònica.

Tanmateix, el paper principal en la comunicació per ràdio el tenen els corrents alterns amb una freqüència superior a 10.000 Hz, anomenats corrents d'alta freqüència o freqüències de ràdio (corrents HF).Per mesurar la freqüència d'aquests corrents s'utilitzen les unitats següents: kilohertz (kHz), igual a mil hertz, megahertz (MHz), igual a un milió d'hertz, i gigahertz (GHz), igual a mil milions d'hertz. En cas contrari, kilohertz, megahertz i gigahertz representen kHz, MHz, GHz. Els corrents amb una freqüència de centenars de megahertz i més s'anomenen corrents de freqüència ultraalta o ultraalta (UHF i UHF).

Les estacions de ràdio funcionen utilitzant corrents alterns d'HF amb una freqüència de centenars de kilohertz o superior. En la tecnologia de ràdio moderna, els corrents amb una freqüència de milers de milions d'hertzs ​​s'utilitzen amb finalitats especials, i hi ha dispositius que poden mesurar amb precisió aquestes freqüències ultra altes.