Conţinut
- Originea unității Hertz
- De ce este generată energie electrică ciclică?
- Unitatea Hertz în radiații electromagnetice
Auziți termenul de hertz în electricitate, precum și când discutați despre transmiterea undelor electromagnetice - din care sunt exemple de undă de lumină și radio - și de viteza procesoarelor de calculator. Factorul comun în toate aceste fenomene este faptul că acestea implică o anumită oscilație de tip, iar unitatea hertz este utilizată pentru măsurarea frecvenței acestor oscilații. Are o semnificație simplă. Un hertz este pur și simplu un ciclu pe secundă. Este scris de obicei în forma prescurtată, care este Hz. Astfel, în loc să scrie 100 de cicluri pe secundă, oamenii de știință scriu 100 Hz.
Electricitatea care alimentează casele din întreaga lume este cunoscută sub denumirea de curent alternativ - curent alternativ - curent electric. În loc să curgă direct între o pereche de terminale, curentul AC oscilează, iar numărul de cicluri pe secundă este exprimat ca hertz. Frecvența electricității generate nu este aceeași în fiecare țară, dar este de 60 Hz uniformă în toată America de Nord. În general, energia electromagnetică este formată din forme de undă oscilante, iar frecvența oscilațiilor, exprimată ca Hz, determină caracteristicile radiației.
Originea unității Hertz
Hertz-ul poartă numele lui Heinrich Hertz (1857-1894), fizician german care a creditat să demonstreze existența radiațiilor electromagnetice. Descoperirile sale au confirmat teoriile stabilite de James Clerk Maxwell și expuse în cele patru ecuații celebre care au stabilit că lumina și căldura sunt fenomene electromagnetice.
Pe parcurs, Hertz a fost și primul cercetător care a confirmat existența efectului fotoelectric și primul care a detectat undele radio. Nu este un om practic, Hertz nu credea că aceste realizări ar avea vreun folos în lume, dar, de fapt, au pus bazele epocii wireless moderne. Pentru toate realizările sale, lumea științifică l-a onorat pe Hertz în 1930, numind unitatea de frecvență după el.
De ce este generată energie electrică ciclică?
Centralele din întreaga lume generează energie electrică prin inducție electromagnetică, fenomen descoperit de fizicianul Michael Faraday și studiat de fizicieni pe tot parcursul secolului XIX. La baza acestui fenomen este faptul că o modificare a fișierelor magnetice induce un curent electric într-un conductor. Stațiile generatoare folosesc acest principiu prin utilizarea aburului pentru a roti o bobină conductoare mare într-un câmp magnetic puternic. Din cauza rotirii bobinei, electricitatea generată schimbă polaritatea cu fiecare rotație a bobinei. Este cunoscută sub denumirea de curent alternativ, iar frecvența deplasării polarității, măsurată în Hz, depinde de viteza de rotație a turbinei.
Standardul nord-american de 60 Hz se întoarce la Nikola Tesla, care a proiectat prima centrală electrică de la Cascada Niagara. Tesla a descoperit că 60 Hz este frecvența cea mai eficientă pentru distribuția de energie de-a lungul liniilor de alimentare. În Europa și în anumite zone din Asia, unde frecvența standard a curentului de curent alternativ este de 50 Hz, transmisia de energie electrică este mai eficientă între 15 și 20%.
Unitatea Hertz în radiații electromagnetice
În orice tip de fenomen de undă, frecvența și lungimea de undă sunt cantități reciproce. Deoarece toată radiația electromagnetică circulă cu aceeași viteză - viteza luminii - frecvența radiației scade odată cu creșterea lungimii de undă. Când a dezvoltat conceptele din spatele fizicii cuantice, Max Planck a descoperit că energia (E) un pachet de undă de lumină - un cuantic - este proporțional cu frecvența sa (f). Ecuația este E = hf, Unde h este constantă Plancks.
Radiația cu cea mai mare energie este cea cu cea mai mare frecvență, iar aceasta este adesea măsurată în megahertz (10)6 Hz), gigahertz (10)9 Hz) până la peta hertz (10)15 Hz). Radiația cu frecvențe în intervalul petahertz poate exista în miezul găurilor negre și al cvasarilor, dar nu și în lumea terestră de zi cu zi a ființelor umane.