Periode dan frekuensi arus bolak-balik
Istilah "arus listrik bolak-balik" ini harus dipahami sebagai arus yang berubah dari waktu ke waktu dengan cara apa pun, sesuai dengan konsep "kuantitas variabel" yang diperkenalkan dalam matematika. Namun, dalam teknik kelistrikan, istilah "arus listrik bolak-balik" berarti arus listrik yang dihubungkan ke suatu arah (berlawanan dengan arus listrik dengan arah tetap) dan oleh karena itu besarnya, karena secara fisik tidak mungkin untuk membayangkan perubahan arah arus listrik tanpa perubahan besaran yang sesuai.
Pergerakan elektron dalam konduktor, pertama ke satu arah dan kemudian ke arah yang lain, disebut osilasi arus bolak-balik. Osilasi pertama diikuti oleh yang kedua, lalu yang ketiga, dll. Ketika arus di kawat berosilasi di sekitarnya, terjadi osilasi medan magnet yang sesuai.
Waktu satu osilasi disebut periode dan dilambangkan dengan huruf T. Periode dinyatakan dalam detik atau dalam satuan pecahan detik.Ini adalah: seperseribu detik adalah milidetik (ms) sama dengan 10-3 detik, sepersejuta detik adalah mikrodetik (μs) sama dengan 10-6 detik, dan sepersejuta detik adalah nanodetik (ns ) sama dengan 10 -9 detik.
Karakteristik kuantitas penting arus bolak-balik, adalah frekuensi. Ini mewakili jumlah osilasi atau jumlah periode per detik dan dilambangkan dengan huruf f atau F. Satuan frekuensi adalah hertz, dinamai ilmuwan Jerman G. Hertz dan disingkat menjadi huruf Hz (atau Hz). Jika satu osilasi lengkap terjadi dalam satu detik, maka frekuensinya sama dengan satu hertz. Ketika sepuluh getaran terjadi dalam satu detik, frekuensinya adalah 10 Hz. Frekuensi dan periode bersifat timbal balik:
Dan
Pada frekuensi 10 Hz, periodenya adalah 0,1 s. Dan jika periodenya 0,01 s, maka frekuensinya adalah 100 Hz.
Frekuensi adalah karakteristik paling penting dari arus bolak-balik Mesin listrik dan perangkat arus bolak-balik hanya dapat beroperasi secara normal pada frekuensi yang dirancang untuk itu. Pengoperasian generator dan stasiun listrik secara paralel di jaringan umum hanya dimungkinkan pada frekuensi yang sama. Oleh karena itu, di semua negara frekuensi arus bolak-balik yang dihasilkan oleh pembangkit listrik dibakukan oleh undang-undang.
Dalam jaringan listrik AC, frekuensinya adalah 50 Hz. Arus mengalir lima puluh kali per detik dalam satu arah dan lima puluh kali dalam arah yang berlawanan. Itu mencapai nilai amplitudonya seratus kali per detik dan menjadi sama dengan nol seratus kali, yaitu mengubah arahnya seratus kali ketika melintasi nilai nol. Lampu yang terhubung ke jaringan padam seratus kali per detik dan menyala lebih terang dalam jumlah yang sama, tetapi mata tidak menyadarinya karena inersia visual, yaitu kemampuan untuk mempertahankan tayangan yang diterima selama sekitar 0,1 detik.
Saat menghitung dengan arus bolak-balik, mereka juga menggunakan frekuensi sudut, yang sama dengan 2pif atau 6.28f. Seharusnya tidak dinyatakan dalam hertz, tetapi dalam radian per detik.
Dengan frekuensi arus industri yang diterima 50 Hz, kecepatan generator maksimum yang mungkin adalah 50 r / s (p = 1). Generator turbin dibangun untuk jumlah putaran ini, yaitu generator yang digerakkan oleh turbin uap. Jumlah putaran turbin hidrolik dan generator hidrogen yang digerakkan olehnya bergantung pada kondisi alam (terutama pada tekanan) dan berfluktuasi dalam batas yang luas, terkadang turun menjadi 0,35 — 0,50 putaran / detik.
Jumlah putaran memiliki pengaruh besar pada indikator ekonomi mesin - dimensi dan berat Generator hidro dengan beberapa putaran per detik memiliki diameter luar 3 hingga 5 kali lebih besar dan beratnya berkali-kali lebih banyak daripada generator turbin dengan daya yang sama dengan n = 50 putaran. Di alternator modern, sistem magnetnya berputar, dan kabel tempat EMF diinduksi ditempatkan di bagian stasioner mesin.
Arus bolak-balik biasanya dibagi berdasarkan frekuensi. Arus dengan frekuensi kurang dari 10.000 Hz disebut arus frekuensi rendah (LF arus). Untuk arus ini, frekuensinya sesuai dengan frekuensi berbagai suara dari suara manusia atau alat musik, dan oleh karena itu disebut arus frekuensi audio (kecuali untuk arus dengan frekuensi di bawah 20 Hz, yang tidak sesuai dengan frekuensi audio) . Dalam rekayasa radio, arus frekuensi rendah banyak digunakan, terutama dalam transmisi telepon radio.
Namun, peran utama dalam komunikasi radio dimainkan oleh arus bolak-balik dengan frekuensi di atas 10.000 Hz, yang disebut arus frekuensi tinggi atau frekuensi radio (arus HF).Untuk mengukur frekuensi arus ini, satuan berikut digunakan: kilohertz (kHz), sama dengan seribu hertz, megahertz (MHz), sama dengan satu juta hertz, dan gigahertz (GHz), sama dengan satu miliar hertz. Jika tidak, kilohertz, megahertz, dan gigahertz berarti kHz, MHz, GHz. Arus dengan frekuensi ratusan megahertz dan lebih tinggi disebut arus frekuensi ultra tinggi atau ultra tinggi (UHF dan UHF).
Stasiun radio beroperasi menggunakan arus bolak-balik HF dengan frekuensi ratusan kilohertz dan lebih tinggi. Dalam teknologi radio modern, arus dengan frekuensi miliaran hertz digunakan untuk tujuan khusus, dan ada perangkat yang dapat mengukur frekuensi sangat tinggi secara akurat.