Vahelduvvoolu periood ja sagedus

Seda mõistet "vahelduv elektrivool" tuleks mõista kui voolu, mis ajas mis tahes viisil muutub vastavalt matemaatikas kasutusele võetud "muutuva suuruse" mõistele. Elektrotehnikas aga hakkas mõiste «elektri vahelduvvool» tähendama teatud suunas (erinevalt konstantse suunaga elektrivool) ja seega ka suurusjärgus, kuna elektrivoolu suunamuutusi on füüsiliselt võimatu ette kujutada ilma vastavate suurusjärkude muutusteta.

Elektronide liikumist juhis, esmalt ühes ja seejärel teises suunas, nimetatakse vahelduvvoolu võnkumiseks. Esimesele võnkumisele järgneb teine, siis kolmas jne. Kui vool juhtmes selle ümber võngub, tekib vastav magnetvälja võnkumine.

Ühe võnkumise aega nimetatakse perioodiks ja seda tähistatakse tähega T. Perioodi väljendatakse sekundites või sekundi murdosa ühikutes.Need on järgmised: sekundituhandik on millisekund (ms), mis võrdub 10-3 s, miljondik sekundist on mikrosekund (μs), mis võrdub 10-6 s ja miljardik sekundist on nanosekund (ns) ) võrdub 10–9 s.

Iseloomulik oluline kogus vahelduvvoolu, on sagedus. See tähistab võnkumiste arvu või perioodide arvu sekundis ja seda tähistatakse tähega f või F. Sageduse ühikuks on herts, mis on oma nime saanud saksa teadlase G. Hertzi järgi ja lühendatult tähtedeks Hz (või Hz). Kui ühes sekundis toimub üks täielik võnkumine, on sagedus võrdne ühe hertsiga. Kui sekundi jooksul tekib kümme vibratsiooni, on sagedus 10 Hz. Sagedus ja periood on vastastikused:

ja

Sagedusel 10 Hz on periood 0,1 s. Ja kui periood on 0,01 s, siis on sagedus 100 Hz.

Sagedus on vahelduvvoolu kõige olulisem omadus.Elektrimasinad ja vahelduvvooluseadmed saavad normaalselt töötada ainult sellel sagedusel, mille jaoks need on ette nähtud. Elektrigeneraatorite ja -jaamade paralleelne töötamine ühises võrgus on võimalik ainult samal sagedusel. Seetõttu on kõigis riikides elektrijaamade toodetava vahelduvvoolu sagedus seadusega standarditud.

Vahelduvvoolu elektrivõrgus on sagedus 50 Hz. Vool liigub viiskümmend korda sekundis ühes suunas ja viiskümmend korda vastassuunas. See saavutab oma amplituudi väärtuse sada korda sekundis ja muutub sada korda võrdseks nulliga, see tähendab, et nullväärtust ületades muudab see sada korda suunda. Võrku ühendatud lambid kustuvad sada korda sekundis ja süttivad sama palju kordi eredamalt, kuid silm ei märka seda visuaalse inertsi tõttu ehk võime säilitada saadud muljeid umbes 0,1 s.

Vahelduvvooluga arvutamisel kasutavad nad ka nurksagedust, mis võrdub 2pif või 6,28f. Seda ei tohiks väljendada hertsides, vaid radiaanides sekundis.

Tööstusvoolu aktsepteeritud sagedusega 50 Hz on generaatori maksimaalne võimalik kiirus 50 r / s (p = 1). Sellise pöörete arvu jaoks on ehitatud turbiingeneraatorid, st auruturbiinidega käitatavad generaatorid. Hüdrauliliste turbiinide ja nende poolt käitatavate vesinikugeneraatorite pöörete arv sõltub looduslikest tingimustest (peamiselt rõhust) ja kõigub suurtes piirides, vähenedes mõnikord 0,35-0,50 pööret sekundis.

Pöörete arvul on suur mõju masina majandusnäitajatele — mõõtmetele ja kaalule.Mõne pöördega sekundis hüdrogeneraatorid on välisläbimõõduga 3–5 korda suuremad ja kaaluvad kordades rohkem kui sama võimsusega turbiingeneraatorid. n = 50 pööret. Kaasaegsetes generaatorites pöörleb nende magnetsüsteem ja juhtmed, milles EMF indutseeritakse, asetatakse masina statsionaarsesse ossa.

Vahelduvvoolud jagatakse tavaliselt sagedusega. Voolusid, mille sagedus on alla 10 000 Hz, nimetatakse madala sagedusega vooludeks (LF voolud). Nende voolude puhul vastab sagedus inimhääle või muusikariistade erinevate helide sagedusele ja seetõttu nimetatakse neid muul viisil helisagedusvooludeks (välja arvatud voolud sagedusega alla 20 Hz, mis ei vasta helisagedustele) . Raadiotehnikas kasutatakse laialdaselt madalsageduslikke voolusid, eriti raadiotelefoni edastamisel.

Peamine roll raadiosides on aga üle 10 000 Hz sagedusega vahelduvvooludel, mida nimetatakse kõrgsagedusvooludeks või raadiosagedusteks (HF voolud).Nende voolude sageduse mõõtmiseks kasutatakse järgmisi ühikuid: kiloherts (kHz), mis võrdub tuhande hertsiga, megaherts (MHz), mis võrdub miljoni hertsiga ja gigaherts (GHz), mis võrdub miljardi hertsiga. Muidu tähistavad kilohertsid, megahertsid ja gigahertsid kHz, MHz, GHz. Voolusid, mille sagedus on sadu megahertsi ja rohkem, nimetatakse ülikõrgeteks või ülikõrgsageduslikeks vooludeks (UHF ja UHF).

Raadiojaamad töötavad HF vahelduvvooluga, mille sagedus on sadu kilohertse ja rohkem. Tänapäevases raadiotehnikas kasutatakse eriotstarbel voolusid miljardite hertside sagedusega ja on olemas seadmeid, millega saab selliseid ülikõrgeid sagedusi täpselt mõõta.