Alternatif akımın periyodu ve frekansı
Bu "alternatif elektrik akımı" terimi, matematikte tanıtılan "değişken miktar" kavramına uygun olarak, herhangi bir şekilde zamanla değişen bir akım olarak anlaşılmalıdır. Bununla birlikte, elektrik mühendisliğinde, "alternatif elektrik akımı" terimi, bir yöne atfedilen bir elektrik akımı anlamına geldi (aksine sabit yönlü elektrik akımı) ve dolayısıyla büyüklük olarak, çünkü elektrik akımındaki yön değişikliklerini, büyüklükte karşılık gelen değişiklikler olmadan hayal etmek fiziksel olarak imkansızdır.
Bir iletkendeki elektronların önce bir yönde sonra diğer yönde hareketine alternatif akım salınımı denir. İlk salınımı ikinci, sonra üçüncü vb. takip eder. Teldeki akım telin etrafında salınım yaptığında, buna karşılık gelen bir manyetik alan salınımı meydana gelir.
Bir salınımın süresine periyot denir ve T harfi ile gösterilir. Periyot, saniye cinsinden veya saniyenin kesir birimleriyle ifade edilir.Bunlar: saniyenin binde biri 10-3 s'ye eşit bir milisaniye (ms), saniyenin milyonda biri 10-6 s'ye eşit bir mikrosaniye (μs) ve saniyenin milyarda biri nanosaniyedir (ns). ) 10 -9 s'ye eşittir.
Karakteristik önemli miktar alternatif akım, frekanstır. Saniyedeki salınım sayısını veya periyot sayısını temsil eder ve f veya F harfiyle gösterilir. Frekans birimi, adını Alman bilim adamı G. Hertz'den alan ve Hz (veya Hz) harfleriyle kısaltılan hertz'dir. Bir saniyede bir tam salınım meydana gelirse, frekans bir hertz'e eşittir. Saniyede on titreşim oluştuğunda, frekans 10 Hz'dir. Sıklık ve dönem karşılıklıdır:
Ve
10 Hz frekansta periyot 0,1 sn'dir. Periyot 0,01 s ise, frekans 100 Hz'dir.
Frekans, alternatif akımın en önemli özelliğidir.Elektrikli makineler ve alternatif akım cihazları ancak tasarlandıkları frekansta normal olarak çalışabilirler. Jeneratörlerin ve istasyonların ortak bir şebekede paralel çalışması ancak aynı frekansta mümkündür. Bu nedenle, tüm ülkelerde santrallerin ürettiği alternatif akımın frekansı kanunla standardize edilmiştir.
Bir AC elektrik şebekesinde, frekans 50 Hz'dir. Akım saniyede elli kez bir yönde ve elli kez ters yönde akar. Saniyede yüz kez genlik değerine ulaşır ve yüz kez sıfıra eşit olur yani sıfır değerini geçtiğinde yüz kez yön değiştirir. Ağa bağlı lambalar saniyede yüz kez söner ve aynı sayıda daha parlak yanar, ancak görsel atalet nedeniyle göz bunu fark etmez, yani alınan izlenimleri yaklaşık 0,1 s tutma yeteneği.
Alternatif akımlarla hesaplama yaparken, 2pif veya 6.28f'ye eşit olan açısal frekansı da kullanırlar. Hertz olarak değil, saniye başına radyan olarak ifade edilmelidir.
50 Hz'lik endüstriyel akımın kabul edilen frekansı ile, jeneratörün mümkün olan maksimum hızı 50 r / s'dir (p = 1). Türbin jeneratörleri bu devir sayısı için yapılmıştır, yani buhar türbinleri tarafından çalıştırılan jeneratörler. Hidrolik türbinlerin ve bunlar tarafından tahrik edilen hidrojen jeneratörlerinin devir sayısı, doğal koşullara (öncelikle basınca) bağlıdır ve geniş sınırlar içinde dalgalanır, bazen 0,35 - 0,50 devir / sn'ye kadar düşer.
Devir sayısı, makinenin ekonomik göstergeleri üzerinde büyük bir etkiye sahiptir - boyutlar ve ağırlık Saniyede birkaç devire sahip hidro jeneratörlerin dış çapı 3 ila 5 kat daha büyüktür ve aynı güce sahip türbin jeneratörlerinden birçok kat daha ağırdır. n = 50 devir. Modern alternatörlerde manyetik sistemi döner ve EMF'nin indüklendiği teller makinenin sabit kısmına yerleştirilir.
Alternatif akımlar genellikle frekansa bölünür. Frekansı 10.000 Hz'den az olan akımlara düşük frekanslı akımlar (LF akımları) denir. Bu akımlar için frekans, insan sesinin veya müzik enstrümanlarının çeşitli seslerinin frekansına karşılık gelir ve bu nedenle bunlar, başka bir şekilde ses frekans akımları olarak adlandırılır (işitsel frekanslara karşılık gelmeyen, frekansı 20 Hz'nin altında olan akımlar hariç) . Radyo mühendisliğinde, özellikle telsiz telefon iletiminde, düşük frekanslı akımlar yaygın olarak kullanılmaktadır.
Bununla birlikte, radyo iletişimindeki ana rol, yüksek frekanslı akımlar veya radyo frekansları (HF akımları) olarak adlandırılan, frekansı 10.000 Hz'nin üzerinde olan alternatif akımlar tarafından oynanır.Bu akımların frekansını ölçmek için şu birimler kullanılır: bin hertz'e eşit kilohertz (kHz), bir milyon hertz'e eşit megahertz (MHz) ve bir milyar hertz'e eşit gigahertz (GHz). Aksi takdirde, kilohertz, megahertz ve gigahertz, kHz, MHz, GHz anlamına gelir. Frekansı yüzlerce megahertz ve daha yüksek olan akımlara ultra yüksek veya ultra yüksek frekanslı akımlar (UHF ve UHF) denir.
Radyo istasyonları, yüzlerce kilohertz ve daha yüksek frekanslı HF alternatif akımları kullanarak çalışır. Modern radyo teknolojisinde, milyarlarca hertz frekansındaki akımlar özel amaçlar için kullanılır ve bu tür ultra yüksek frekansları doğru bir şekilde ölçebilen cihazlar vardır.