1 Hz'den düşük frekanslı akım hala DC olarak kabul ediliyor mu?

Dün gece belirsiz sonuçlarla büyük bir tartışma yaşadık. Frekansı 1 Hz'den az olan akım DC olarak kabul edilir mi?

Hala bir dalgaya benzeyecekti ...

AC ve DC bağıl terimlerdir. 100ns için 10kHz dalga formuna bakıyorsanız, bunun DC olduğunu düşüneceksiniz. Bunun tersi de işe yarıyor: "DC" yi neyin sağladığını unutursanız, bu dalga formunun önümüzdeki saniye, dakika, gün, yıl içinde değişip değişmeyeceğini kim bilebilir? Örneğin yavaş deşarj sırasında kapasitörün voltajını düşünün. Bir osiloskoptaki voltajı izlerseniz, bir düz çizgi görürsünüz. DC mi diyorsun? Daha uzun süre bekleyin ve düz çizgi voltajı sıfıra doğru azaltacaktır, bu da orada bir miktar AC olduğu anlamına gelir.

Ayrıca, hiçbir sinyal aslında saf DC değildir, gürültü ve her türlü sebepten dolayı daima AC bileşenleriniz vardır. / For ile kullanmak istediğiniz uygulama için yalnızca "DC yeterli" veya "AC yeterli" dir.

Fourier dönüşümleri, DC ve AC bileşenlerinin dalga formunda neler olduğunu resmetmenin iyi bir yoludur. Dönüşüm periyodik sinyaller için sabittir ve kapasitör örneği gibi periyodik olmayan sinyaller için zamana bağlıdır. Kare dalga için: ( kaynak: wikipedia )

Evet, 1Hz'den daha düşük frekanslı AC'ye sahip olabilirsiniz, aynı şekilde 0 ile 1 arasında rakamlara sahip olabilirsiniz.

Frekans bir tamsayı değil, bir "gerçek" sayıdır. İsterseniz dalga formuna sahip olabilirsiniz . Değiştiğini görmek için oldukça sabırlı olmalısınız, ancak değişecek ve zamanla bir AC dalga formunu izleyecekti.$1 \times 10^{-100}Hz$

Herhangi bir AC voltajında ​​olduğu gibi, frekans saniye olarak dönemin tersidir ve bunun tersi de geçerlidir:

As f 0'a yakın asimptotik alır, T buna uygun çok büyük olur.

Pratik bir örnek olarak, 0.01 Hz'lik adımlarla 5MHz'e kadar herhangi bir frekans üreten bir fonksiyon üretecim var. Böylece en düşük ayarında (0.01 Hz), 100 saniyelik bir süre ile sinüs dalgası oluşturabilir.

Sıkı olmak istiyorsanız, tüm gerçek akım AC'dir. Nedenini açıklayacağım.

Termodinamik bir bakış açısından bakıldığında, (asla büyüklüğü değiştirmeyen) bir doğru akım iki sabit yük noktası gerektirir; yani, bir göreli pozitif, bir göreli negatif. (Termodinamik yaklaşımımı sürdürmek ve işleri basit tutmak için burada voltaj veya akım yerine yük kullanıyorum.) Nispi pozitif, büyüklüğü değiştirmeden göreceli negatife dağıtılır; böylece sonsuz bir kuyuya dağıtılan sonsuz bir yük kaynağıdır. Bu elbette bir ideal.

Bu tür kara kutular gerçek dünyada bulunmadığından, "doğru akım" ın sadece bir model olduğunu söylemek daha güvenlidir. Onun için geçerli olan kurallar hesaplanmıştır ve yavaş yavaş değişen bir AA pil gibi yavaş değişen bir voltaj kaynağına uygulanabilir; ancak tüm akım kaynakları nihayetinde sıfıra ulaşacak ve dolayısıyla bir frekansa sahip olacaktır.

Dolayısıyla, geniş anlamda, herhangi bir / akım frekansının DC olarak tanımlanabileceği durumlar vardır; ve AC yasaları DC yasalarından türetilebilir. 1 Hz'nin DC'ye benzip benzemediğine bakıldığında, onu bir zaman çerçevesini ne kadar kısa kullandığınıza ve o zaman boyunca seviyesinin ne kadar yakın göründüğüne bağlıdır. Gerçekten size kalmış.

Diğerlerinin de belirttiği gibi, AC'yi istediğiniz kadar düşük bir frekansa sahip olabilirsiniz.

Bununla birlikte, böyle düşük frekanslarda çoğunlukla çoğumuzun genellikle AC oyunculuğunu düşünmesi gibi davranmayacağını eklemeye değer .

Sadece bariz bir örnek için, bir kapasitörü AC'nin içinden akmasına izin vermek, ancak DC'yi durdurmak olarak düşünebilirsiniz. Düşündüğünüz gibi son derece düşük frekanslarda, teknik olarak AC olsa bile, muhtemelen önemli bir akım akışı görmeyeceksiniz.

Özellikle, bir kapasitör temel olarak (çok nazik) bir yüksek geçiren filtre gibi davranır. Böyle düşük bir frekansı iyi geçmek için muazzam derecede büyük bir kapasitöre ihtiyacınız olacaktır . Şimdiye kadar en yaygın büyük kapasitör tipi bir elektrolitik kapasitördür. Bir elektrolitik kondansatör, özel bir bataryaya benzer - yani, nasıl çalıştığının bir kısmı sadece elektrik değil, kimyasaldır. Piller gibi elektrolitik kapasitörler de zamanla kendi kendine deşarj olabilir. Kesinlikle kendi kendine deşarj oranını bulmak için test etmedim, ancak (örneğin) 0,01 Hz'lik bir sinyal şarj edildiğinden daha hızlı bir şekilde deşarj olsaydı beni çok şaşırtmaz - öyleyse, net sonuç kapasitörün hiç şarj olmaması ve temelde hiç kapasitör yokmuş gibi davranmasıdır. ¹

Sonuç olarak, çoğu AC devresi çok daha yüksek frekanslar için tasarlanmıştır, bu nedenle altında bir sinyalin artık AC olmadığı keskin bir kesme olmamasına rağmen, AC devre tasarımı hakkında biraz tipik düşünce kolayca ayrılmaya başlayabilir. böyle ... yeraltı frekanslarına ulaşıyorsunuz.

Sadece referans olarak, gerçekten yaygın / geniş kullanımda AC'nin en düşük frekansı muhtemelen ses devrelerinde. Her ne kadar (yine) sert bir kesme olmasa da, ses aralığının alt ucu olarak kullanılan tipik sayı 20 Hz'dir.

Son Derece Düşük Frekanslı radyoda bazı çalışmalar yapıldı, ancak en düşük frekansının 50 Hz civarında olduğunu fark ettim. 1 Hz'lik bir sinyal için, yarım dalga dipol anteni gezegen dünyasından önemli ölçüde daha büyük olacaktır.

^{1. Adalet içinde, çoğu elektrolitik kapasitör polarize edilmiştir, bu nedenle bunları normalde DC güç kaynaklarındaki filtreler gibi şeyler için kullanırsınız. Burada (kuşkusuz, daha az yaygın) polarize olmayan bir elektrolitik kapasitör olduğunu varsayıyorum.}

Elbette. 1 Hz saniyede bir, ikincisi ise oldukça keyfi bir süredir. Dakikada 100 saniyeye yerleşseydik dakikada 60 kez 0,6 Hz olurdu.

Evet, saniyede 1 devirden daha düşük bir frekansla ( 1 saniyeden daha uzun bir süre ) değişen alternatif akım (AC) olabilir . Düzgün kablolanmış bir DPDT anahtarı kullanarak bir batarya ve direnç bağlarsanız, voltajı direnç üzerinden tersine çevirebilirsiniz. Bu nedenle, anahtarı saniyede bir veya 2 saniyede bir veya 100 saniyede bir vb. El ile atarsanız, saniyede 1 devirden daha düşük bir frekansa sahip "alternatif akım" olur.

Bir voltajın AC veya DC olup olmadığı frekans ile ilgisi yoktur, ancak voltajın değişip değişmediği ile ilgilidir. Alternatif değilse DC.

Bir voltaj her zaman sıfırın (yani pozitif) üstünde kalırsa, küçük bir 'AC' bileşeni olmasına rağmen 'DC' dir. Bu tür voltajların sıfırın üzerinde bir ortalama değeri vardır (DC seviyesi).

Diğer yandan, voltaj pozitiften negatife değişirse (ne kadar yavaş olursa olsun) 'AC' olur. Bu voltajlar sıfır ortalama değere sahiptir.

Evet. Hertz, belirli bir zaman dilimi (1 saniye) içinde kaç döngü olduğunu gösterir.

Zaman öznel ve bir saniye insanlar tarafından tanımlanan bir birim olduğundan, (örneğin) 0.4 saniye süren bir "Zecond" a sahip olabilirsiniz.

Dolayısıyla Hertz tanımı farklı olabilir ama anlamını koruyabilir.