Växelströmsfrekvens är antalet hela perioder per sekund på en sinuskurva. Frekvens är alltså hur snabbt strömmen ändrar riktning per sekund. Den mäts i hertz (Hz), en internationell enhet där 1 hertz är lika med 1 period per sekund.
- Hertz (Hz) = en Hertz är lika med en period per sekund.
- Period = en fullständig våg med växelspänning eller växelström.
- Växling = en halv period.
- Period = tiden för vågformens fullständiga cykel.
I sin mest grundläggande form betyder frekvens hur ofta något upprepas. När det gäller elektrisk ström är frekvens antalet gånger en sinusvåg upprepar eller slutför en positiv till negativ period.
Ju fler perioder per sekund, desto högre frekvens.
Exempel: Om växelström har en frekvens på 5 Hz (se diagrammet nedan) indikerar det att dess vågform upprepas 5 gånger på 1 sekund.
Frekvens används normalt för att beskriva funktionen för elektrisk utrustning. Nedan följer några vanliga frekvensområden:
- Elnätets frekvens (vanligtvis 50 Hz).
- Enheter med variabel frekvens som normalt använder en bärfrekvens på 1–20 kilohertz (kHz).
- Tonfrekvensområde: 15 Hz till 20 kHz (vad det mänskliga örat kan uppfatta).
- Radiofrekvens: 300 kHz–300 MHz.
- Lågfrekvens: 300 kHz till 3 megahertz (MHz).
- Medelhög frekvens: 3-30 MHz.
- Högfrekvens: 30-300 MHz.
Kretsar och utrustning är ofta utformade för att fungera vid en fast eller variabel frekvens. Utrustning avsedd för att fungera vid en fast frekvens fungerar inte på rätt sätt om den används på en annan frekvens än vad som specificerats. Till exempel: En växelströmsmotor som är avsedd för 50 Hz går långsammare om frekvensen sjunker under 50 Hz och snabbare om den överstiger 50 Hz. För växelströmsmotorer orsakar en frekvensförändring en proportionell förändring av motorns varvtal. Ett annat exempel är att 5 % lägre frekvens ger 5 % lägre motorvarvtal.
Mäta frekvens
En digital multimeter med ett frekvensräknarläge kan mäta växelströmssignalers frekvens och kan även erbjuda följande:
- MIN/MAX-registrering som möjliggör registrering av frekvensmätning över en viss tid eller på samma sätt som mätningar av spänning, ström eller resistans registreras.
- Automatiskt intervall väljer automatiskt frekvensområde, såvida den uppmätta spänningen inte ligger utanför frekvensmätområdet.
Elnät varierar beroende på land. I Sverige är elnätet baserat på en mycket stabil signal på 50 hertz, vilket innebär att det gör 50 perioder per sekund.
I Sverige baseras hushållens ström på strömförsörjning med enfas 230 V och trefas 400 V växelström. Effekt som mäts vid ett vägguttag i ett svenskt hem ger sinuskurvor som oscillerar mellan 325 och minus 325 V, med sann RMS-spänning på 230 volt. Periodiciteten är 50 perioder per sekund.
Enheten Hertz är namngiven efter den tyske fysikern Heinrich Hertz (1857–1894), som var först med att sända och ta emot radiovågor. Radiovågor färdas med en period per sekund (1 Hz). (På liknande sätt tickar en klocka på 1 Hz.)
Referens: Digital Multimeter Principles av Glen A. Mazur, American Technical Publishers.
Relaterade artiklar: