La frecuencia es un concepto fundamental presente en distintos ámbitos de nuestras vidas, desde la física hasta la música. Define la repetición de un evento en un periodo determinado y puede ser medida de diversas maneras. En este artículo, exploraremos a fondo qué es la frecuencia, sus diferentes tipos y su importancia en nuestro día a día. ¡Prepárate para descubrir un nuevo mundo de sonidos y vibraciones!
Definición de frecuencia-El número de oscilaciones periódicas completadas en una unidad de tiempo se llama frecuencia. La señal oscilatoria completa el número de eventos repetitivos en un período de tiempo definido. La frecuencia se utiliza para definir la rotación por ciclo de onda, oscilación y rotación.
La unidad SI de frecuencia es Hertz (Hz). Hertz lleva el nombre del físico alemán Heinrich Hertz, el primero en emitir y recibir ondas de radio. Las ondas de radio viajan a un ciclo por segundo (1 Hz). Una oscilación significa un ciclo completo. Por lo tanto, podemos denotar la frecuencia por ciclos/segundo o revolución/segundo que es igual a 1 Hz. La onda tiene una frecuencia de 5 HZ, lo que significa que la onda completa 5 ciclos en un segundo.
Ejemplo
El rotor de un motor de inducción gira 1500 vueltas en un minuto. ¿Cuál es la frecuencia de rotación?
No de ciclos o rotación = 1500
Tiempo necesario para completar 1500 rotaciones = 60 minutos
= 60 X 60 = 3600 Segundos
«Número de ciclos completados en un segundo es la frecuencia»
Frecuencia = No. de Ciclos/Tiempo
= 1500/3600
= 0,41 rotación/ciclo
f= 0,41 Hz
La frecuencia se usa ampliamente para el voltaje y la corriente eléctrica en los circuitos eléctricos de CA. En el caso del voltaje y la corriente eléctrica, la forma de onda del voltaje y la corriente son sinusoidales, y una onda sinusoidal se repite el número de veces que se completa una onda sinusoidal.
Una forma de onda sinusoidal completa un ciclo pasando por un semiciclo de positivo a negativo. La frecuencia del voltaje es de 50 Hz en la India y de 60 Hz en los EE. UU. La tensión alterna y la corriente de frecuencia de 50 Hz significan que la onda sinusoidal completa 50 ciclos en un segundo.
Frecuencia de voltaje CA y corriente CA
Podemos comprender mejor la frecuencia del voltaje y la corriente de CA con la ayuda de una forma de onda sinusoidal. Los diversos términos utilizados para voltaje y corriente alterna son los siguientes.
- Frecuencia Hertz (Hz) – 1 Hz = 1 ciclo/segundo
- Período de tiempo (T) – Tiempo necesario para completar un ciclo [T= 1/f ]
- ciclo positivo a negativo
Si una corriente o voltaje alterno tiene una frecuencia de 3 Hz (vea el diagrama a continuación), eso indica que su forma de onda se repite 2 veces en 1 segundo.
Cuanto más número de ciclos por segundo significa más frecuencia.
Rango de frecuencia para equipos eléctricos
Los diversos equipos eléctricos funcionan a diferentes frecuencias. La frecuencia utilizada para el equipo depende del tipo de aplicación. El rango de frecuencia de algunos de los equipos eléctricos se dan a continuación.
| Tipo de equipamiento | Rango de frecuencia |
| Frecuencia de la línea de alimentación | 50 Hz a 60 Hz |
| Unidad de frecuencia variable (frecuencia portadora) | 1 khz a 20 khz |
| Rango de frecuencia de audio | 15 Hz a 20 KHz |
| Muy alta frecuencia | 30 a 300 MHz |
| Frecuencia ultra alta | 300 a 3000 MHz |
| Súper alta frecuencia | 3 a 30 GHz |
| Frecuencia extremadamente alta | 30 a 300 GHz |
| Frecuencia de radio | 30-300kHz. |
| Baja frecuencia | 300 kHz a 3 megahercios (MHz). |
| Frecuencia media | 3-30 MHz. |
Importancia de la frecuencia para equipos eléctricos
La frecuencia de la alimentación de CA es muy importante. Diseñamos los circuitos y equipos eléctricos para operar a una frecuencia fija. Los componentes del circuito pueden funcionar de forma fiable a la frecuencia para la que están diseñados los componentes del circuito. La frecuencia debe permanecer dentro del rango especificado de 50 +/- 1,5 Hz.
El rendimiento del equipo eléctrico se deterioró drásticamente con frecuencias por debajo y por encima del rango de frecuencia especificado. Por ejemplo, un motor de inducción diseñado para 50 Hz, y si alimentamos una frecuencia superior a 50 Hz, entonces la velocidad del motor aumenta y, en consecuencia, su par disminuye.
Tipos de frecuencia
La frecuencia se clasifica ampliamente en dos categorías.
1. Frecuencia angular
La frecuencia angular mide el desplazamiento angular por unidad de tiempo. Sus unidades son grados (o radianes) por segundo. La unidad de frecuencia angular es Hertz. La relación entre la frecuencia y la frecuencia angular es;
Donde, ω – frecuencia angular en rad/segundo
Si la frecuencia es de 50 Hz, entonces la frecuencia angular es;
ω = 2πf = 2 x 3,14 x 50 =314 rad/segundo
Podemos representar la forma de onda sinusoidal como
v = V0 Sinωt = V0 pecado 314t
Dónde,
ν = valor instantáneo de la onda sinusoidal
V0 = valor pico de la onda sinusoidal
2. Frecuencia espacial
Muestra la característica de cualquier estructura que es la posición cruzada periódica en el espacio. La unidad SI de frecuencia espacial es ciclos por metro. Es inversamente proporcional a la longitud de onda.
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