Tempoh dan kekerapan arus ulang alik
Istilah "arus elektrik ulang alik" ini harus difahami sebagai arus yang berubah mengikut masa dalam apa jua cara, selaras dengan konsep "kuantiti berubah" yang diperkenalkan dalam matematik. Dalam kejuruteraan elektrik, walau bagaimanapun, istilah «arus elektrik ulang-alik» membawa maksud arus elektrik yang dikira dalam arah (berbanding dengan arus elektrik dengan arah yang tetap) dan oleh itu dalam magnitud, kerana secara fizikal mustahil untuk membayangkan perubahan arus elektrik ke arah tanpa perubahan magnitud yang sepadan.
Pergerakan elektron dalam konduktor, pertama ke satu arah dan kemudian ke arah yang lain, dipanggil ayunan arus ulang-alik. Ayunan pertama diikuti oleh yang kedua, kemudian yang ketiga, dsb. Apabila arus dalam wayar berayun di sekelilingnya, ayunan medan magnet yang sepadan berlaku.
Masa satu ayunan dipanggil tempoh dan dilambangkan dengan huruf T. Tempoh dinyatakan dalam saat atau dalam unit pecahan sesaat.Ini adalah: seperseribu saat ialah milisaat (ms) bersamaan dengan 10-3 s, sepersejuta saat ialah mikrosaat (μs) bersamaan dengan 10-6 s, dan satu bilion saat ialah nanosaat (ns). ) bersamaan dengan 10 -9 s.
Ciri kuantiti penting arus ulang alik, ialah kekerapan. Ia mewakili bilangan ayunan atau bilangan tempoh sesaat dan dilambangkan dengan huruf f atau F. Unit kekerapan ialah hertz, dinamakan sempena saintis Jerman G. Hertz dan disingkatkan kepada huruf Hz (atau Hz). Jika satu ayunan lengkap berlaku dalam satu saat, maka frekuensi adalah sama dengan satu hertz. Apabila sepuluh getaran berlaku dalam satu saat, frekuensinya ialah 10 Hz. Kekerapan dan tempoh adalah timbal balik:
dan
Pada frekuensi 10 Hz, tempohnya ialah 0.1 s. Dan jika tempohnya ialah 0.01 s, maka frekuensinya ialah 100 Hz.
Kekerapan ialah ciri terpenting bagi arus ulang alik. Mesin elektrik dan peranti arus ulang alik hanya boleh beroperasi secara normal pada frekuensi yang direka bentuk. Operasi selari penjana elektrik dan stesen dalam rangkaian biasa hanya boleh dilakukan pada frekuensi yang sama. Oleh itu, di semua negara kekerapan arus ulang-alik yang dihasilkan oleh loji kuasa adalah diseragamkan oleh undang-undang.
Dalam rangkaian elektrik AC, frekuensi ialah 50 Hz. Arus mengalir lima puluh kali sesaat dalam satu arah dan lima puluh kali dalam arah yang bertentangan. Ia mencapai nilai amplitudnya seratus kali sesaat dan menjadi sama dengan sifar seratus kali, iaitu, ia menukar arahnya seratus kali apabila ia melintasi nilai sifar. Lampu yang disambungkan ke rangkaian padam seratus kali sesaat dan menyala lebih terang pada bilangan kali yang sama, tetapi mata tidak menyedari ini kerana inersia visual, iaitu keupayaan untuk mengekalkan tera yang diterima selama kira-kira 0.1 s.
Apabila mengira dengan arus ulang alik, mereka juga menggunakan frekuensi sudut, yang sama dengan 2pif atau 6.28f. Ia tidak sepatutnya dinyatakan dalam hertz, tetapi dalam radian sesaat.
Dengan kekerapan arus industri yang diterima sebanyak 50 Hz, kelajuan maksimum penjana yang mungkin ialah 50 r / s (p = 1). Penjana turbin dibina untuk bilangan pusingan ini, iaitu penjana yang digerakkan oleh turbin stim. Bilangan pusingan turbin hidraulik dan penjana hidrogen yang digerakkan olehnya bergantung pada keadaan semula jadi (terutamanya pada tekanan) dan turun naik dalam had yang luas, kadangkala menurun kepada 0.35 — 0.50 pusingan / saat.
Bilangan putaran mempunyai pengaruh yang besar pada penunjuk ekonomi mesin — dimensi dan berat. Penjana hidro dengan beberapa putaran sesaat mempunyai diameter luar 3 hingga 5 kali lebih besar dan berat berkali ganda lebih daripada penjana turbin dengan kuasa yang sama dengan n = 50 pusingan. Dalam alternator moden, sistem magnetnya berputar, dan wayar di mana EMF diaruhkan diletakkan di bahagian pegun mesin.
Arus ulang alik biasanya dibahagikan dengan kekerapan. Arus dengan frekuensi kurang daripada 10,000 Hz dipanggil arus frekuensi rendah (arus LF). Untuk arus ini, frekuensi sepadan dengan kekerapan pelbagai bunyi suara manusia atau alat muzik, dan oleh itu ia sebaliknya dipanggil arus frekuensi audio (kecuali untuk arus dengan frekuensi di bawah 20 Hz, yang tidak sepadan dengan frekuensi audio) . Dalam kejuruteraan radio, arus frekuensi rendah digunakan secara meluas, terutamanya dalam penghantaran radiotelefon.
Walau bagaimanapun, peranan utama dalam komunikasi radio dimainkan oleh arus ulang alik dengan frekuensi melebihi 10,000 Hz, dipanggil arus frekuensi tinggi atau frekuensi radio (arus HF).Untuk mengukur kekerapan arus ini, unit berikut digunakan: kilohertz (kHz), sama dengan seribu hertz, megahertz (MHz), sama dengan satu juta hertz, dan gigahertz (GHz), sama dengan satu bilion hertz. Jika tidak, kilohertz, megahertz dan gigahertz bermaksud kHz, MHz, GHz. Arus dengan frekuensi ratusan megahertz dan lebih tinggi dipanggil arus frekuensi ultratinggi atau ultratinggi (UHF dan UHF).
Stesen radio beroperasi menggunakan arus ulang alik HF dengan frekuensi ratusan kilohertz dan lebih tinggi. Dalam teknologi radio moden, arus dengan frekuensi berbilion-bilion hertz digunakan untuk tujuan khas, dan terdapat peranti yang boleh mengukur frekuensi ultra tinggi tersebut dengan tepat.