Wisselstroom (AC) frequentie is het aantal cycli per seconde in een AC-sinusgolf. Frequentie is het aantal keer per seconde dat stroom van richting verandert. De frequentie wordt gemeten in hertz (Hz), een internationale meeteenheid, waarbij 1 hertz gelijk is aan 1 cyclus per seconde.
- Hertz (Hz) = één hertz is gelijk aan één cyclus per seconde.
- Cyclus = één complete golf van wisselstroom of spanning.
- Wisseling = één helft van een cyclus.
- Periode = de tijd die nodig is om één complete cyclus van een golfvorm te produceren.
Heel eenvoudig gezien is de frequentie dus hoe vaak iets wordt herhaald. In het geval van elektrische stroom is frequentie het aantal keren dat een sinusgolf zich herhaalt, of een positieve tot negatieve cyclus voltooit.
Hoe meer cycli er per seconde optreden, hoe hoger de frequentie.
Voorbeeld: Als een wisselstroom een frequentie van 5 Hz zou hebben (zie onderstaand diagram), dan geeft dat aan dat de golfvorm 5 keer in 1 seconde wordt herhaald.
De frequentie wordt gewoonlijk gebruikt om de werking van elektrische apparatuur te beschrijven. Hieronder staan enkele veelvoorkomende frequentiebereiken:
- Frequentie van netvoedingsleidingen (gewoonlijk 50 Hz of 60 Hz).
- Frequentiegeregelde aandrijvingen, deze gebruiken gewoonlijk een dragerfrequentie van 1-20 kilohertz (kHz).
- Audiofrequentiebereik: 15 Hz tot 20 kHz (het voor mensen hoorbare bereik).
- Radiofrequentie: 30-300 kHz.
- Lage frequentie: 300 kHz tot 3 megahertz (MHz).
- Gemiddelde frequentie: 3-30 MHz.
- Hoge frequentie: 30-300 MHz.
Circuits en apparatuur zijn vaak ontworpen om te werken op een vaste of variabele frequentie. Apparatuur die ontworpen is om bij een vaste frequentie te werken, functioneert niet goed als deze wordt gebruikt bij een andere frequentie dan de gespecificeerde. Bijvoorbeeld, een AC-motor die is ontworpen om te werken bij 60 Hz draait langzamer als de frequentie lager wordt dan 60 Hz en sneller als de frequentie hoger wordt dan 60 Hz. Bij AC-motoren veroorzaakt een verandering in de frequentie gewoonlijk een proportionele verandering in het motortoerental. Een ander voorbeeld is een 5% verlaging van die frequentie die een 5% verlaging van het motortoerental oplevert.
Frequentie meten
Een digitale multimeter die is voorzien van een frequentietellermodus, kan de frequentie van Ac-signalen meten en kan tevens het volgende bieden:
- MIN/MAX-registratie, die het mogelijk maakt om frequentiemetingen op te nemen over een bepaalde periode of dezelfde manier waarop spannings-, stroom- of weerstands-metingen worden opgenomen.
- Automatische bereikinstelling, die automatisch het frequentiebereik selecteert, behalve wanneer de gemeten spanning buiten het frequentiemeetbereik valt.
Het elektriciteitsnet is in elk land anders. In de VS is het net gebaseerd op een zeer stabiel 60-hertz signaal, wat betekent dat het 60 cycli per seconde voltooit.
In de VS is de netvoeding voor huishoudens gebaseerd op een enkelfasige voeding van 120 volt AC. Het vermogen dat wordt gemeten bij een wandcontactdoos in een Amerikaanse woning zal sinusgolven opleveren die oscilleren rond ±170 volt, waarbij de true-rms spanning 120 volt weergeeft. De oscillatiesnelheid is 60 cycli per seconde.
De hertz is vernoemd naar de Duitse natuurkundige Heinrich Hertz (1857-1894), die als eerste radiogolven verzond en ontving. Radiogolven bewegen zich voort met één cyclus per seconde (1 Hz). (Een klok tikt ook met 1 Hz.)
Referentie: Digital Multimeter Principles door Glen A. Mazur, American Technical Publishers.
Gerelateerde artikelen: