Частота 50 Гц является стандартной частотой переменного тока (AC) в большинстве стран мира, за исключением некоторых регионов, таких как Северная Америка, где используется частота 60 Гц. Но почему именно 50 Гц стали выбирать для энергосистем?
Исторически, первые электростанции использовали постоянный ток (DC) для передачи энергии, но это было неэффективно на больших расстояниях. В 1882 году Никола Тесла и Джордж Уэстингаус изобрели систему перемещения энергии по переменному току (AC), которая позволяла передавать энергию на большие расстояния с меньшими потерями.
Одной из основных характеристик переменного тока является его частота, т.е. количество колебаний напряжения в секунду. Частота была выбрана на основе простых математических соображений: частота должна быть достаточно высокой, чтобы минимизировать размер и вес оборудования для преобразования электрической энергии, но при этом не слишком высокой, чтобы обеспечить безопасное использование.
В 1891 году Германия выбрала стандартную частоту 50 Гц для своих энергосистем, а другие страны последовали ее примеру. Также стоит отметить, что частота 50 Гц удобна для использования в синхронизации электрических машин и генераторов.
Сегодня стандартная частота 50 Гц используется в большинстве стран мира, и это позволяет облегчить торговлю и перемещение оборудования между различными регионами. Однако, существуют и недостатки — например, некоторые потребители не могут работать с частотой 50 Гц и должны использовать специальное оборудование для преобразования частоты.
Таким образом, стандартная частота переменного тока 50 Гц является результатом исторического развития электросетей и выбора оптимальной частоты для передачи энергии на большие расстояния.
Другие статьи
Роботы становятся все более умными и компетентными, и учитывая быстрое развитие их технологий и искусственного интеллекта, неудивительно, что возникает вопрос о [. ]
Откуда взялись значения 50 и 60 Гц?
На сегодняшний день во всем мире для передачи и распределения электроэнергии используются частоты 50 и 60 Гц. В странах Европы и СНГ принят стандарт 220-240 В и 50 Гц, в США — 110-120 В и 60 Гц, в Корее — 220 В и 60 Гц. В чем же разница между этими показателями и почему мы используем именно их?
Одна из главных причин — исторический фактор. В эпоху электрификации, когда изобретатели предлагали свои варианты оптимальных показаний напряжения и тока, по всему миру уже строились разные виды электрогенераторов. Национальные компании, в свою очередь, поставляли приборы, подходящие к этим сетям. Таким образом, проектировались собственные сети с уникальными значениями напряжения и тока. Разработки других стран, как правило, игнорировались.
Стандартные частоты 50 и 60 Гц были выбраны относительно случайно из диапазона 40-60 Гц. При частоте ниже 40 Гц не могут работать дуговые лампы, которые в начале эпохи электрификации являлись основным источником искусственного освещения. Если частота превышает 60 Гц — не функционируют асинхронные электродвигатели конструкции Николы Теслы, также наиболее распространённые в тот период.
Почему в розетке 50Гц?
Большинство стран мира приняли один из двух стандартов, хотя иногда встречаются переходные или уникальные варианты. Например, в Корее существует стандарт 220 В и 60 Гц. В некоторых старых домах еще встречается напряжение 110 В, разведенное по североамериканской схеме, и при переводе на 220 В часто используется линейное напряжение. В корейских квартирах можно встретить понижающие трансформаторы, через которые подключают электроприборы, купленные в США или Японии.
В России используется система 220 В и 50 Гц. Эти показатели важно учитывать в том числе и при покупке импортной техники. Один из самых популярных вопросов: «Что будет, если подключить прибор, предназначенный для использования на частоте 60 Гц, к электросети в 50 Гц? Можно ли его безопасно эксплуатировать?»
Допустим, Вы приобрели корейскую соковыжималку на 60 Гц. В таких приборах, как правило, используются однофазные асинхронные электродвигатели, чувствительные к частоте сети при пуске. Согласно исследованиям Хэнка Песмана — эксперта в области электроники — при эксплуатации прибора, предназначенного для 60 Гц, на частоте в 50 Гц произойдет следующее:
Почему не стоит покупать технику в популярных онлайн-гипермаркетах?
Как мы уже выяснили, при покупке бытовой техники очень важно учитывать показатели напряжения и тока, необходимые для ее полноценной работы. Если техника не подходит для использования при 220 В и 50 Гц, ее производительность будет ниже, а срок службы может значительно сократиться.
Будьте осторожны при покупке бытовых приборов на популярных сайтах, вроде ebay.com или Aliexpress.com. Их товары не адаптированы под российский рынок и вряд ли подойдут к нашим электросетям. На подобных платформах, как правило, нет технической поддержки, где Вы можете подробнее узнать об особенностях того или иного аппарата. Более того, приборы, купленные на популярных площадках, зачастую не соответствуют российским стандартам не только по напряжению, но и по току. Приборы на 110 В категорически нельзя использовать в наших электросетях. Если от эксплуатации соковыжималки на 60 Гц пострадает разве что сам аппарат, то при неверных показателях тока это будет большой удачей. В лучшем случае прибор «перегорит», в худшем — может взорваться прямо в руках. Поэтому если Вы размышляете над приобретением соковыжималки из США или Кореи, рабочее напряжение которой 110 В — от покупки следует воздержаться. Если сделка уже совершена — Вам придется потратиться на трансформатор для преобразования тока, чтобы иметь возможность хоть как-то использовать прибор.
Помимо прочего, в интернет-магазинах можно встретить бытовую технику, пригодную для использования как при 50, так и при 60 Гц. Такие приборы относительно безопасны, но имеют более низкую мощность и короткий срок службы. Идеальный вариант — покупать кухонную аппаратуру на 50 Гц и 220 В, так как она специально разработана под наши условия.
Надеемся, что после прочтения данной статьи выбор подходящих соковыжималок, блендеров и других аппаратов станет еще проще. Всегда обращайте внимание на технические характеристики приобретаемых товаров и следите, чтобы они были совместимы с Вашей электросредой. Следуя нашим простым рекомендациям, приобрести действительно качественную технику, которая прослужит Вам долгие годы, будет очень легко.
Теги:
Товары, упомянутые в статье:
Статья создана исключительно в ознакомительных целях и не может заменить консультацию профильного специалиста. Мы настоятельно призываем не заниматься самолечением! Если Вы чувствуете недомогание, обязательно обратитесь к врачу.
Исключительные права на материалы, размещённые на сайте www.vsesoki.ru, в соответствии с законодательством Российской Федерации об охране результатов интеллектуальной деятельности принадлежат ИП Чиликину Виктору Олеговичу и не подлежат использованию другими лицами в какой бы то ни было форме без письменного разрешения правообладателя или указания прямой ссылки на источник (в предусмотренных законодательством случаях).
★★★★★ Рейтинг на основе отзывов покупателей и данных службы качества Яндекс.Маркета
Принимаем к оплате
Мы используем файлы cookie на этом сайте для улучшения работы. Нажимая кнопку «Отлично!» , Вы соглашаетесь с этим. Детальная информация
Частота электрического тока – определение, физический смысл
Переменный ток имеет ряд важных характеристик, влияющих на его физические свойства. Одним из таких параметров является частота переменного тока. Если говорить с точки зрения физики, то частота – это некая величина, обратная периоду колебания тока. Если проще – то это количество полных циклов изменения ЭДС, произошедших за одну секунду.
Известно, что переменный ток заставляет электроны двигаться в проводнике сначала в одну сторону, потом – в обратную. Полный путь «туда-обратно» они совершают за некий промежуток времени, называемый периодом переменного тока. частота же является количеством таких колебаний за 1 секунду.
Васильев Дмитрий Петрович
Профессор электротехники СПбГПУ
Задать вопрос
В качестве единицы измерения частоты во всем мире принят 1 Гц (в честь немецкого ученого Г.Герца), который соответствует 1 периоду колебания за 1 секунду.
В республиках бывшего СССР стандартной считается частота тока в 50 Гц.
Это значит, что синусоида тока движется в течение 1 секунды 50 раз в одном направлении, и 50 – в обратном, 100 раз проходя чрез нулевое значение. Получается, что обычная лама накаливания, включенная в сеть с такой частотой, будет затухать и вспыхивать примерно 100 раз за секунду, однако мы этого не замечаем в силу особенностей своего зрения.
Для измерения частоты переменного тока применяют приборы, называемые частотомерами. Частотомеры используют несколько основных способов измерения, а именно:
Методы измерения частоты электрического тока
Метод дискретного счета;
Метод перезаряда конденсатора;
Резонансный метод измерения частот.
Метод сравнения частот; в качестве:
Метод дискретного счета основывается на подсчете импульсов необходимой частоты за конкретный промежуток времени. Его наиболее часто используют цифровые частотомеры, и именно благодаря этому простому методу можно получить довольно точные данные.
Более подробно о частоте переменного тока Вы можете узнать из видео:
Метод перезаряда конденсатора тоже не несет в себе сложных вычислений. В этом случае среднее значение силы тока перезаряда пропорционально соотносится с частотой, и измеряется при помощи магнитоэлектрического амперметра. Шкала прибора, в таком случае, градуируется в Герцах.
Погрешность подобных частотомеров находится в пределах 2%, и поэтому такие измерения вполне пригодны для бытового использования.
Резонансный способ измерения базируется на электрическом резонансе, возникающем в контуре с подстраиваемыми элементами. Частота, которую необходимо измерить, определяется по специальной шкале самого механизма подстройки.
Абрамян Евгений Павлович
Доцент кафедры электротехники СПбГПУ
Задать вопрос
Такой метод дает очень низкую погрешность, однако применяется только для частот больше 50 кГц.
Метод сравнения частот применяется в осциллографах, и основан на смешении эталонной частоты с измеряемой. При этом возникают биения определенной частоты. Когда же частота этих биений достигает нуля, то измеряемая частота становится равной эталонной. Далее, по полученной на экране фигуре с применением формул можно рассчитать искомую частоту электрического тока.
Ещё одно интересное видео о частоте переменного тока:
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Вам также может быть интересно
Электротехника 0
При построении систем радиосвязи важнейшую роль играют энергетические расчеты радиолиний, или, как говорят, анализ
Электротехника 0
С энергетической точки зрения электромагнитная волна может рассматриваться как процесс переноса энергии от источника
Электротехника 0
Так, полностью характеризующий этот процесс, вектор напряженности электрического поля в общем случае описывается тремя
Электротехника 0
Что такое холостой ход (ХХ) трансформатора? Величина потерь силового трансформатора состоит из так называемых
Электротехника 0
Наличие гармонических колебаний в электросети – это результат искажения Наличие гармонических колебаний в электросети – это
Электротехника 0
Что такое напряжение в 1 вольт? Напряжение электрического тока – это величина, характеризующая разность
Электротехника 0
Формулировка «единица силы тока» была впервые употреблена французским математиком и физиком А. Ампером при
Электротехника 0
Первое упоминание об электричестве встречается в опытах древнегреческого философа Фалеса. Именно он первым обнаружил,
Электротехника 0
Свет – один из элементов, использующихся для создания некого своеобразия в любом помещении. Его
Электротехника 0
На электростанциях и подстанциях 35-220 кВ и более для питания электроэнергией вспомогательных приборов, агрегатов
Электротехника 2
Одним из основных параметров периодических и пульсирующих токов выступает частота, определяющая количество периодических колебаний
Электротехника 0
Частота электрического тока выступает одним из параметров качества электроэнергии и основной характеристикой режима энергосистемы.
Электротехника 0
Закон Джоуля – Ленца – закон физики, определяющий количественную меру теплового действия электрического тока.
Электротехника 0
Как образуется электрический ток? Электрический ток появляется в веществе при условии наличия свободных (несвязанных)
Электротехника 0
Под электрическим напряжением понимают работу, совершаемую электрическим полем для перемещения заряда напряженностью в 1
Электротехника 1
Своё название щелочные аккумуляторы получили от вида электролита, необходимого для их работы. Основными разновидностями
Электротехника 0
Электрический частотный фильтр необходим в цепи для пропуска лишь желаемого диапазона частот, сигналов в
Электротехника 1
Определение Амперметр подключается последовательно, с тем участком электроцепи, где предполагается измерять ток. Так как
Появление стандартов 50 и 60 Гц
Что касается нашей страны то до начала 1960-х напряжение в розетках оставалось равным 127 В. Поднимать его, как тогда казалось, просто не было нужды. Однако производственные мощности после войны восстанавливались и даже ширились, поэтому и напряжение в сети также скоро подняли до 220 В.
Физик и инженер-электрик М. О. Доливо-Добровольский, известный как изобретатель вышеупомянутого асинхронного двигателя, также много работал над изучением возможностей переменного тока. Он считал, что наилучшим вариантом будет использование в электрической сети синусоидального тока с частотой 30–40 Гц. К его мнению прислушались, и теперь в советских (а затем и российских) розетках протекал именного такой ток. Только частоту впоследствии подняли до 50 Гц. В США это значение установилось на 60 Гц. Эти частоты были самыми оптимальными для машин и механизмов, работавших от электричества на фабриках.
Но главная причина кроется в конструкции самих генераторов. Частота переменного тока напрямую зависит от того, с какой скоростью вращаются турбины генераторов. Помните, мы сказали, что эти машины приводила в движение сила падающей воды или пара и роторы развивали скорость от 3000 об/мин? Так вот проектировать такие устройства было удобнее всего именно с учетом частот 3000–3600 об/мин. А это, соответственно, 50 и 60 об/сек., то есть те самые 50 и 60 Гц. Кроме того это — оптимальная частота как для работы самих генераторов, так и для функционирования наших электроприборов: при более низкой частоте лампочки, к примеру, начинают мерцать.
В XX веке, как и сейчас, промышленные трансформаторы отлично справлялись с преобразованием данного вида тока. При необходимости современные технологии позволяют повысить эту частоту и, к слову, сэкономить на проводниках в ЛЭП. Сегодня энергетики в состоянии преобразовывать ток любой частоты. Но ведь так было не всегда и линии электропередач, спроектированная достаточно давно, приспособлена именно под вышеуказанные два типа частот. Наверняка в будущем отрасль электроэнергетики значительно изменится, но пока 50 и 60 Гц остаются общепринятым стандартом.
Период и частота переменного тока
Под этим термином «переменный электрический ток» следовало бы понимать ток, изменяющийся во времени любым образом, соответственно введенному в математику понятию «переменная величина».
Однако в электротехнику термин «переменный электрический ток» вошел в значении электрического тока, вменяющегося по направлению (в противовес электрическому току постоянного направления), а следовательно, и по величине, так как физически нельзя представлять себе изменения электрического тока по направлению без соответствующих изменений по величине.
Движение электронов в проводе сначала в одну сторону, а затем в другую называют одним колебанием переменного тока. За первым колебанием следует второе, затем третье и т. д. При колебаниях тока в проводе вокруг него происходит соответствующее колебание магнитного поля.
Время одного колебания называют периодом и обозначают буквой Т. Период выражают в секундах или в единицах, составляющих доли секунды.
К ним относятся: тысячная доля секунды — миллисекунда (мс), равная 10 -3 с, миллионная доля секунды — микросекунда (мкс), равная 10 -6 с, и миллиардная доля секунды — наносекунда (нс), равная 10 -9 с.
Важной величиной, характеризующей переменный ток, является частота. Она представляет собой число колебаний или число периодов в секунду и обозначается буквой f или F.
Единицей частоты служит герц, названный в честь немецкого ученого Г. Герца и обозначаемый сокращенно буквами Гц (или Hz). Если в одну секунду происходит одно полное колебание, то частота равна одному герцу.
Когда в течение секунды совершается десять колебаний, то частота составляет 10 Гц. Частота и период являются обратными величинами:
При частоте 10 Гц период равен 0,1 с. А если период равен 0,01 с, то частота составляет 100 Гц.
Частота — важнейшая характеристика переменного тока. Электрические машины и аппараты переменного тока могут нормально работать только на той частоте, на которую они рассчитаны.
Параллельная работа электрических генераторов и станций на общую сеть возможна только на одной и той же частоте. Поэтому во всех странах частота переменного тока, производимого электростанциями, стандартизуется законом.
В электрической сети переменного тока частота равна 50 Гц. Ток пятьдесят раз в секунду идет в одну сторону и пятьдесят раз в обратную. Сто раз в секунду он достигает амплитудного значения и сто раз становится равным нулю, т. е. сто раз меняет свое направление при переходе через нулевое значение.
Лампы, включенные в сеть, сто раз в секунду притухают и столько же раз вспыхивают ярче, но глаз этого не замечает, благодаря зрительной инерции, т. е. способности сохранять полученные впечатления около 0,1 с.
При расчетах с переменными токами пользуются также угловой частотой, она равна 2пиf или 6,28f. Ее следует выражать не в герцах, а в радианах в секунду.
При принятой частоте промышленного тока 50 гц максимально возможное число оборотов генератора — 50 об/сек (р = 1). На такое число оборотов строятся турбогенераторы, т. е. генераторы, приводимые паровыми турбинами.
Число оборотов гидротурбин и приводимых ими гидрогенераторов зависит от природных условий (прежде всего от напора) и колеблется в широких пределах, снижаясь иногда до 0,35 — 0,50 об/сек.
Число оборотов оказывает большое влияние на экономические показатели машины — габаритные размеры и вес. Гидрогенераторы с несколькими оборотами в секунду имеют наружный диаметр в 3 — 5 раз больший и вес во много раз больший, чем турбогенераторы той же мощности с n = 50 об/сек.
В современных генераторах переменного тока вращается их магнитная система, а проводники, в которых индуктируется э.д.с, размещаются в неподвижной части машины.
Переменные токи принято разделять по частоте. Токи с частотой меньше 10000 Гц называют токами низкой частоты (токами НЧ).
У этих токов частота соответствует частоте различных звуков человеческого голоса или музыкальных инструментов, и поэтому они иначе называются токами звуковой частоты (за исключением токов с частотой ниже 20 Гц, которые не соответствуют звуковым частотам). В радиотехнике токи НЧ имеют большое применение, особенно в радиотелефонной передаче.
Однако главную роль в радиосвязи выполняют переменные токи с частотой более 10000 Гц, называемые токами высокой частоты, или радиочастоты (токи ВЧ).
Для измерения частоты этих токов применяют единицы: килогерц (кГц), равный тысяче герц, мегагерц (МГц), равный миллиону герц, и гигагерц (ГГц), равный миллиарду герц. Иначе килогерц, мегагерц и гигагерц обозначают kHz, MHz, GHz. Токи частотой в сотни мегагерц и выше называют токами сверхвысокой или ультравысокой частоты (СВЧ и УВЧ).
Радиостанции работают с помощью переменных токов ВЧ, имеющих частоту от сотен килогерц и выше. В современной радиотехнике для специальных целей применяются токи с частотой в миллиарды герц и имеются приборы, позволяющие точно измерять такие сверхвысокие частоты.
Телеграмм канал для тех, кто каждый день хочет узнавать новое и интересное: Школа для электрика
Другими словами, при варьировании частоты тока происходитизменение ёмкостного сопротивления, изменение которого, в свою очередь, приводит к изменению тока, протекающего по цепи. Другими словами при повышении частоты, понижается ёмкостное сопротивление, и увеличивается ток, протекающий по цепи.
Высота измеряется в герцах (Гц), громкость – в децибелах (дБ). Для нормально слышащего человека спектр слухового восприятия начинается на низких частотах, около 20 Гц.
В стандартном многоквартирном доме норма напряжения составляет 220В. Частота сети в норме составляет 50 Гц. Существует допустимые отличия в 5%, другими словами от 209 до 231В, также есть максимально допустимые нормы в 10% (198 — 242В).
Какая частота тока в Рф?
Характеристики сетевого напряжения в Рф Производители электроэнергии генерируют переменный ток промышленной частоты (в Рф — 50 Гц).
Доливо-Добровольский, так же как и Тесла, исследовавший способности переменноготока, предложил применять для передачи электроэнергии конкретно синусоидальный ток, а частоту предложил установить в границах от 30 до 40 герц. Для обычной работы генератора переменного тока, частота должна быть более 50-60 Гц.
Значение и выбор стандарта частоты в электроэнергетике
В эпоху современных технологий, где электроэнергия является неотъемлемой частью нашей повседневной жизни, выбор стандарта частоты играет важную роль в электроэнергетической индустрии. Сегодняшние системы энергопотребления разработаны с учетом определенных параметров, и одним из ключевых является стандарт частоты 50 герц. В этой статье мы рассмотрим причины выбора и значение данного стандарта в электроэнергетике.
Определение частоты и стандарта в электроэнергетике
Частота в электроэнергетике определяет количество периодических колебаний переменного тока в единицу времени. Она измеряется в герцах (Гц). Стандарт частоты — это заданное значение, которое используется в определенной стране или регионе для поддержания единства и совместимости в электрической сети.
Исторический аспект выбора 50 герц
В начале развития электроэнергетики появилось сразу несколько стандартов частоты — 25 гц, 40 гц, 60 гц и другие. Однако, с развитием технологий и внедрением электричества в различные отрасли промышленности, потребность в унификации возросла.
Совместимость с электротехническим оборудованием
Одной из основных причин выбора стандарта частоты 50 гц является совместимость со всеми видами электротехнического оборудования. Большинство электроприборов и электромеханических устройств, используемых в промышленности и бытовых целях, спроектированы и оптимизированы для работы при 50 гц.
Экономические и технические преимущества
Выбор 50 гц обеспечивает ряд экономических и технических преимуществ в электроэнергетике. Рассмотрим некоторые из них:
- Эффективность генерации и передачи энергии Стандартная частота 50 герц была выбрана с учетом оптимального баланса между потребляемой энергией и производительностью системы. Это позволяет достичь оптимальной эффективности генерации и передачи электроэнергии. В системах с частотой 50 гц менее заметны потери энергии и резонансные эффекты.
- Совместимость с международными стандартами 50 герц широко принят во многих странах и является международным стандартом. Это облегчает сотрудничество и обмен электроэнергией между странами. Благодаря совместимости с международными стандартами, возможно эффективное функционирование глобальных энергетических систем, включая международные трансмиссионные линии.
- Стабильность и надежность работы систем Частота 50 гц способствует стабильной работе систем электроснабжения. Оптимальное значение частоты позволяет достичь надежности и устойчивости в работе электрических сетей. Это особенно важно для критических отраслей, таких как медицина, производство и финансовые учреждения, где прерывания в электропитании могут иметь довольно серьезные последствия.
- Снижение затрат на оборудование Поскольку большинство электротехнических устройств и компонентов спроектированы для работы при частоте 50 гц, необходимость в дорогостоящих модификациях или адаптациях для совместимости с другими стандартами частоты отсутствует. Это позволяет снизить затраты на проектирование, производство и обслуживание систем электроэнергетики.
Современные технологии (информационные технологии, электромобили, солнечные панели и другие возобновляемые источники энергии) требуют эффективного и стабильного электропитания. Стандартная частота 50 гц позволяет легко интегрировать эти технологии в существующие энергосистемы, обеспечивая их совместимость и безопасную работу.
Альтернативные частоты и перспективы
Несмотря на то, что частота 50 гц применяется почти повсеместно, существуют и альтернативные частоты, такие как 60 гц, используемые, например, в Северной Америке и некоторых других регионах. Выбор конкретной частоты зависит от ряда факторов, включая технические требования, исторические факторы и принятые стандарты.
Компания YES Group занимается электромонтажными работами уже 7 лет и отправит к вам специалиста для консультации на первый выезд бесплатно! Работаем в Москве и до 100 км от МКАД!
Оставь заявку на нашем сайте и получи скидку 20% на проект и работы!
Больше полезного об электромонтажных работах в разделе «Блог».
Частота 50 гц что это значит
Июль, 2019 / Международный научный журнал
«Наука через призму времени» №7 (28) 2019
07.2019
ЧАСТОТА ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА 50 ГЦ, 60 ГЦ, 400 ГЦ
Стоцкий Кирилл Степанович
студент 1 курса магистратуры
Фазылов Ильшат Занфирович
студент 1 курса магистратуры
кафедра электромеханики факультет авионики, энергетики и инфокоммуникаций
Уфимский Государственный Авиационный Технический Университет, г. Уфа
Стоцкая Диана Рашитовна
студент 2 курса бакалавриата
биологический факультет, Башкирский Государственный Университет, г. Уфа
Аннотация.Почему частота источников питания в странах Европы и Азии составляет 50 Гц, а в американских странах используются источники питания с частотой 60 Гц? Что является основным в стандарте? Каковы преимущества и недостатки источников питания 50 Гц и 60 Гц? Кроме того, почему самолет используют частоту 400 Гц?
Ключевые слова:частота, 50 Гц, электричество, ток, Герц.
На самом деле, между 50 Гц и 60 Гц нет большой разницы, только частота генератора имеет небольшую разницу.
Мы должны знать, что зачем использовать 50 Гц или 60 Гц, а не более низкую или более высокую частоту.
В электрической системе частота является очень важным базовым элементом, который не определяется произвольно. Это выглядит просто, но на самом деле это очень сложный вопрос, затрагивающий многие аспекты. Исходя из этого принципа, мы должны упомянуть классическую электромагнитную теорию, найденную Максвеллом, Герц добавил критическую точку для теории Максвелла, закон электромагнитной индукции Фарадея и первый в мире генератор электромагнитной индукции, британский инженер Уорд Кинг первым сделал электромотор, French Pixie Сделав генератор, Siemens нашел принцип генератора, изобрел машину для выработки электроэнергии, которая является первым случаем в практическом применении.
С тех пор была найдена и суммирована теорема о том, что циклические изменения в направлении тока называются переменным током, время тока в одном циклическом изменении называется периодом, количество периодов тока за одну секунду и называется частотой, единица измерения — Герц (чтобы отметить вклад немецкого физика Генриха Рудольфа Герца). Частота переменного тока составляет 50 (60) Гц, ток проходит 50 (60) периодов, другими словами меняет направление 100 (120) раз в секунду (рисунок – 1).[1]
Рисунок 1.один период электрического тока где, Т – период; I – ток; t – время.
Электродвигатель выполнен по основному принципу вращения катушки в магнитном поле. Если соединить два медных контактных кольца соответственно с концами катушки двигателя и две щетки соединить с контактными кольца, это становится генератором. Генератор – это устройство для преобразования механической энергии в электрическую.
Значение частоты связано со структурами и материалами генератора, двигателя и трансформатора.
Синхронная скорость генератора 50 Гц составляет 3000 об / мин, если частота 100 Гц, то синхронная скорость будет 6000 об / мин. Такая высокая скорость доставит много хлопот при изготовлении генераторов, особенно скорость вращения ротора слишком высока, что значительно ограничит мощность генератора. В реальных условиях высокая частота будет увеличивать реактивное сопротивление, электромагнитные потери и увеличивать реактивную мощность. У двигателя, например, ток будет сильно уменьшаться, выходная мощность и крутящий момент явно уменьшится, что не дает никакой пользы. Кроме того, если использовать более низкую частоту, например, 30 Гц, КПД трансформатора будет слишком низким, что не принесет пользы для преобразования и передачи мощности переменного тока.[2]
Частота в современной энергосистеме — это частота синусоидального тока, генерируемого синхронным генератором. Частота — это унифицированный рабочий параметр во всей энергосистеме. Система питания имеет только одну частоту. Большинство азиатских и европейских стран используют частоту 50 Гц. Американские страны используют 60 Гц. Большинство стран регулируют отклонение частоты в пределах ± 0,1 0,3 Гц (рисунок 2).
Рисунок 2.причины изменения частоты в энергосистеме.
Особые обстоятельства в самолетах:авиагенераторам требуется небольшой размер, легкий вес, единственный способ удовлетворить требования к мощности — это увеличить частоту, поэтому соответствующее электрооборудование на самолетах должно быть 400 Гц, и источники питания, связанные с самолетом, 400 Гц. Военные используют еще более высокую частоту.
Авиационный источник питания использует 400 Гц, чтобы уменьшить габариты и вес, это сложная система. 400 Гц, используемая в военной и авиационной радиоэлектронике, в основном зависит от следующих факторов:
- Высокочастотный генератор или электродвигатель имеют небольшие размеры и малый вес из-за высокой скорости вращения и низкого крутящего момента;
- Генератор самолета приводится в движение авиационным двигателем, он имеет высокую скорость;
- Самолеты имеют много машин постоянного тока, высокая частота используется для снижения пульсации выпрямления.
В случае одинакового напряжения, чем отличаются источники питания 50 Гц, 60 Гц и 400 Гц в передаче и эффективности?
Причиной неиспользования 100 Гц или 120 Гц является высокая частота, с одной стороны, передача будет затруднена; с другой стороны, нецелесообразно увеличивать скорость или полюсы генератора и электродвигателя. Мощность 400 Гц не может передаваться на большие расстояния, пользователь должен отрегулировать расстояние передачи и метод перед заказом генератора 400 Гц, и эффективность выпрямителя будет низкой, но пульсация выпрямителя меньше, частота пульсации выше и удобна для обработки.[3]
- Рожкова Л.Д., Карнеева Л.К, Электрооборудование электрических станций и подстанций, Москва – 2013;
- Частота электрического тока — определение, физический смысл. [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://pue8.ru/elektrotekhnik/808-chastota-elektricheskogo-toka.html (дата обращения: 05.07.2019).
- Электричество на самолете. [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://habr.com/ru/post/367477/ (дата обращения: 05.07.2019).
