Maiņstrāvas periods un frekvence
Ar šo terminu "maiņstrāva" jāsaprot strāva, kas laika gaitā jebkurā veidā mainās saskaņā ar matemātikā ieviesto "mainīgā daudzuma" jēdzienu. Tomēr elektrotehnikā jēdziens "maiņstrāva" nozīmēja elektrisko strāvu, kas tiek ieskaitīta virzienā (pretstatā elektriskā strāva ar nemainīgu virzienu) un līdz ar to lielumā, jo fiziski nav iespējams iedomāties elektriskās strāvas izmaiņas virzienā bez atbilstošām lieluma izmaiņām.
Elektronu kustību vadītājā, vispirms vienā un pēc tam otrā virzienā, sauc par maiņstrāvas svārstībām. Pēc pirmās svārstības seko otrā, tad trešā utt. Kad strāva stieplē svārstās ap to, notiek atbilstoša magnētiskā lauka svārstība.
Vienas svārstības laiku sauc par periodu un apzīmē ar burtu T. Periodu izsaka sekundēs vai sekundes daļu vienībās.Tās ir: sekundes tūkstošdaļa ir milisekunde (ms), kas vienāda ar 10-3 s, sekundes miljonā daļa ir mikrosekunde (μs), kas vienāda ar 10-6 s, un sekundes miljardā daļa ir nanosekunde (ns) ) vienāds ar 10 -9 s.
Raksturīgs svarīgs daudzums maiņstrāva, ir frekvence. Tas apzīmē svārstību skaitu vai periodu skaitu sekundē, un to apzīmē ar burtu f vai F. Frekvences mērvienība ir hercs, kas nosaukts vācu zinātnieka G. Herca vārdā un saīsināts ar burtiem Hz (vai Hz). Ja vienā sekundē notiek viena pilnīga svārstība, tad frekvence ir vienāda ar vienu hercu. Kad sekundes laikā rodas desmit vibrācijas, frekvence ir 10 Hz. Biežums un periods ir abpusēji:
un
Ar frekvenci 10 Hz periods ir 0,1 s. Un, ja periods ir 0,01 s, tad frekvence ir 100 Hz.
Frekvence ir vissvarīgākā maiņstrāvas īpašība.Elektriskās mašīnas un maiņstrāvas ierīces var normāli darboties tikai tādā frekvencē, kādai tās ir paredzētas. Elektrisko ģeneratoru un staciju paralēla darbība kopējā tīklā ir iespējama tikai vienā frekvencē. Tāpēc visās valstīs spēkstaciju ražotās maiņstrāvas frekvence ir standartizēta ar likumu.
Maiņstrāvas elektrotīklā frekvence ir 50 Hz. Strāva plūst piecdesmit reizes sekundē vienā virzienā un piecdesmit reizes pretējā virzienā. Tas sasniedz savu amplitūdas vērtību simts reizes sekundē un simts reizes kļūst vienāds ar nulli, tas ir, tas simts reizes maina virzienu, kad tas šķērso nulles vērtību. Tīklam pieslēgtās lampas nodziest simts reižu sekundē un tikpat reižu iedegas spožāk, taču acs to nepamana vizuālās inerces dēļ, tas ir, spējas saglabāt saņemtos iespaidus aptuveni 0,1 s.
Aprēķinot ar maiņstrāvu, viņi izmanto arī leņķisko frekvenci, kas ir vienāda ar 2pif vai 6,28f. To nevajadzētu izteikt hercos, bet gan radiānos sekundē.
Ar pieņemto rūpnieciskās strāvas frekvenci 50 Hz maksimālais iespējamais ģeneratora ātrums ir 50 r / s (p = 1). Šim apgriezienu skaitam tiek būvēti turbīnu ģeneratori, t.i., ģeneratori, kurus darbina tvaika turbīnas. Hidraulisko turbīnu un to darbināmo ūdeņraža ģeneratoru apgriezienu skaits ir atkarīgs no dabas apstākļiem (pirmkārt no spiediena) un svārstās plašās robežās, dažkārt samazinoties līdz 0,35-0,50 apgriezieniem/sek.
Apgriezienu skaitam ir liela ietekme uz mašīnas ekonomiskajiem rādītājiem — gabarītiem un svaru Hidroģeneratoriem ar dažiem apgriezieniem sekundē ir ārējais diametrs 3 līdz 5 reizes lielāks un tie sver daudzkārt vairāk nekā turbīnu ģeneratori ar tādu pašu jaudu ar n = 50 apgriezieni. Mūsdienu maiņstrāvas ģeneratoros to magnētiskā sistēma griežas, un vadi, kuros tiek inducēts EML, tiek novietoti iekārtas stacionārajā daļā.
Maiņstrāvas parasti tiek dalītas pēc frekvences. Strāvas, kuru frekvence ir mazāka par 10 000 Hz, sauc par zemfrekvences strāvām (LF strāvām). Šīm strāvām frekvence atbilst dažādu cilvēka balss vai mūzikas instrumentu skaņu frekvencei, un tāpēc tās citādi sauc par audio frekvences strāvām (izņemot strāvas ar frekvenci zem 20 Hz, kas neatbilst audio frekvencēm) . Radiotehnikā zemfrekvences strāvas tiek plaši izmantotas, īpaši radiotelefona pārraidē.
Tomēr radiosakaros galveno lomu spēlē maiņstrāvas ar frekvenci virs 10 000 Hz, ko sauc par augstfrekvences strāvām vai radio frekvencēm (HF strāvām).Šo strāvu frekvences mērīšanai izmanto šādas vienības: kiloherci (kHz), kas vienāds ar tūkstoš hercu, megaherci (MHz), kas vienāds ar miljonu hercu, un gigaherci (GHz), kas vienāds ar miljardu hercu. Pretējā gadījumā kiloherci, megaherci un gigaherci apzīmē kHz, MHz, GHz. Strāvas, kuru frekvence ir simtiem megahercu un augstāka, sauc par īpaši augstas vai īpaši augstas frekvences strāvām (UHF un UHF).
Radiostacijas darbojas, izmantojot HF maiņstrāvas ar frekvenci simtiem kilohercu un augstāku. Mūsdienu radiotehnoloģijās strāvu ar frekvenci miljardiem hercu izmanto īpašiem mērķiem, un ir ierīces, ar kurām var precīzi izmērīt tik īpaši augstas frekvences.