Razmotrimo detaljnije krivulju koja prikazuje ovisnost trenutne vrijednosti tehničke izmjenične struje (ili napona) o vremenu (slika 293). Prije svega, pozornost se skreće na činjenicu da se ta struja (ili napon) periodično mijenja, odnosno da se svaka trenutna vrijednost tih veličina, na primjer, vrijednost koja odgovara točki (ili točki), ponavlja nakon istog razdoblja od vremena. Drugim riječima, snaga struje (ili napona) prolazi kroz sve moguće vrijednosti, vraćajući se na izvorno, odnosno čini potpunu oscilaciju. Vremenski period tijekom kojeg struja (ili napon) čini punu oscilaciju i zauzima istu trenutnu vrijednost po veličini i predznaku naziva se periodom izmjenične struje. Uobičajeno je označavati ga slovom. Za mreže SSSR-a i većine drugih zemalja sa, i budući da se promjena smjera struje događa dvaput tijekom svakog razdoblja, tehnička struja mijenja svoj smjer 100 puta u sekundi.
Riža. 293. Ovisnost izmjenične struje o vremenu
Maksimalna vrijednost koju izmjenična struja (ili napon) može imati u jednom ili drugom smjeru naziva se amplituda ove vrijednosti. Na sl. 293, amplituda je predstavljena segmentima. Amplituda struja i napona označava se sa ili, a njihov trenutne vrijednosti- i .
Broj potpunih oscilacija (ciklusa) sinusoidne struje ili napona u jedinici vremena naziva se frekvencijom odgovarajuće vrijednosti i označava se slovom. Očito,
Jedinica frekvencije se uzima kao frekvencija jednaka jednoj vibraciji u sekundi. Ova jedinica naziva se herc (Hz) po njemačkom fizičaru Heinrichu Hertzu (1857-1394). Dakle, tehnička izmjenična struja ima frekvenciju od 50 Hz.
Umjesto frekvencije uvodi se i vrijednost 
, što se naziva cikličkom ili kružnom frekvencijom struje (napona). Predstavlja broj potpunih oscilacija (ciklusa) zadane vrijednosti u sekundama.
Dok imamo posla samo s jednom sinusoidnom izmjeničnom strujom ili izmjeničnim naponom, frekvencija i amplituda su potpune i iscrpne karakteristike ovih veličina, jer možemo proizvoljno odabrati početni trenutak vremena. Ali kada trebamo usporediti dvije ili više ovakvih količina jedna s drugom, moramo uzeti u obzir i činjenicu da one mogu doseći maksimalna vrijednost ne u isto vrijeme.
Dvije krivulje na sl. 294, a prikazuju oblik dva sinusna izmjenične struje s istom frekvencijom i amplitudom, ali su te krivulje pomaknute duž apscise (vremenske osi) za interval jednak četvrtini perioda. Početna točka vremenske reference bira se tako da se za prvu krivulju u trenucima postižu nulte vrijednosti 
a amplituda - na trenutke 
... Druga krivulja trenutno prolazi kroz nulte vrijednosti 
a kroz amplitudu - na trenutke 
.
Riža. 294. Grafički prikaz izmjeničnih struja istu frekvenciju i amplitude, fazno pomaknute: a) dvije sinusne struje, fazno pomaknute za četvrtinu perioda; b) struje prikazane krivuljama 2 i 3 su fazno pomaknute u odnosu na krivulju 1 za jednu osminu perioda
U takvim slučajevima kažu da su te dvije struje (ili dvije druge sinusoidne veličine) fazno pomaknute jedna u odnosu na drugu, ili, inače, da postoji određeni fazni pomak (ili fazna razlika) između njih, jednak u ovom primjeru četvrtine razdoblja. Budući da krivulja 1 prolazi kroz vrijednost amplitude, kao i kroz bilo koju drugu odgovarajuću vrijednost, prije krivulje 2, kaže se da je ispred krivulje 2 u fazi ili, inače, da krivulja 2 zaostaje za krivuljom 1 u fazi.
153.1. Na sl. 294, b krivulje 2 i 3 pomaknute su u odnosu na krivulju 1 u fazi za jednu osminu perioda. Odredite koja od ovih krivulja nije u fazi s krivuljom 1, a koja je ispred nje. Koja je fazna razlika između krivulja 2 i 3?
U svim slučajevima kada je potrebno usporediti sinusne veličine ili razmotriti njihovo zajedničko djelovanje (zbrojiti ih ili pomnožiti), vrlo je važno pitanje faznog odnosa između tih veličina. Dakle, u općem slučaju, kada postoji nekoliko sinusoidnih struja ili napona, svaku od njih moraju karakterizirati tri veličine: frekvencija, amplituda i faza, odnosno, točnije, fazni pomak između dane struje (ili napona) i neke drugi, u odnosu na koji razmatramo fazni pomak svih ostalih.
Vrlo je prikladno proučavati odnose između faza različitih sinusoidnih izmjeničnih struja pomoću osciloskopa petlje, koji, za razliku od uređaja opisanog u § 152, nema jedan, već dva zasebna okvira (petlje) smještena u zajedničko magnetsko polje (sl. 295). Pomicanje oblika obiju struja koje prolaze duž ovih petlji duž vremenske osi vrši se istim rotirajućim bubnjem, tako da točke dviju krivulja dobivene na ekranu, smještene jedna iznad druge, predstavljaju trenutne vrijednosti uspoređenih struja koje odgovaraju istom trenutku vremena.
Riža. 295. Osciloskop s dvije petlje za istovremeno snimanje dviju izmjeničnih struja koje prolaze kroz petlje 1 i 2
Točna matematička definicija faze sinusoidne varijable (struja ili napon) je sljedeća. Trenutačna vrijednost ove količine u nekom trenutku vremena određena je vrijednošću količine pod predznakom funkcije u formuli (151.2). Ako je početni trenutak mjerenja već odabran tako da trenutna vrijednost struje prolazi kroz nulu u trenucima 
tada će, općenito govoreći, druga struja u trenucima proći kroz nulu, a zakon njene promjene s vremenom imat će oblik
gdje slovo označava djelo. Fazna struja (ili napon) in opći slučaj naziva se vrijednost količine pod znakom funkcije u formuli (153.2), a količina 
određuje faznu razliku uspoređenih struja (ili napona). Ako je ova vrijednost pozitivna, tada je prva struja ispred druge struje u fazi, a ako je negativna, tada prva struja zaostaje za drugom u fazi. Faza se mjeri u radijanima.
Vrijeme tijekom kojeg se dogodi jedna potpuna promjena EMF-a, odnosno jedan ciklus titranja ili jedan potpuni okret vektora radijusa, naziva se period osciliranja izmjenične struje(slika 1).
Slika 1. Period i amplituda sinusne oscilacije. Razdoblje je vrijeme jedne oscilacije; Aplituda je njegova najveća trenutna vrijednost.
Razdoblje se izražava u sekundama i označava slovom T.
Koriste se i manje jedinice razdoblja: milisekunda (ms) - tisućiti dio sekunde i mikrosekunda (μs) - milijunti dio sekunde.
1 ms = 0,001 s = 10 -3 sek.
1 μs = 0,001 ms = 0,000001 sek = 10 -6 sek.
1000 μs = 1 ms.
Broj potpunih promjena EMF-a ili broj okretaja radijus vektora, odnosno broj potpunih ciklusa oscilacija koje izmjenična struja izvodi tijekom jedne sekunde naziva se frekvencija titranja izmjenične struje.
Učestalost je označena slovom f a izražava se u periodima u sekundi ili u hercima.
Tisuću herca se naziva kiloherc (kHz), a milijun herca megaherc (MHz). Postoji i jedinica gigaherca (GHz) jednaka tisuću megaherca.
1000 Hz = 10 3 Hz = 1 kHz;
1.000.000 Hz = 10 6 Hz = 1.000 kHz = 1 MHz;
1.000.000.000 Hz = 10 9 Hz = 1.000.000 kHz = 1.000 MHz = 1 GHz;
Što se EMF brže mijenja, odnosno što se radijus vektor brže rotira, period titranja je kraći.Što se radijus vektor brže rotira, to je veća frekvencija. Dakle, frekvencija i period izmjenične struje su veličine koje su međusobno obrnuto proporcionalne. Što je jedan veći, to je drugi manji.
Matematička povezanost između perioda i frekvencije izmjenične struje i napona izražava se formulama
Na primjer, ako je trenutna frekvencija 50 Hz, tada će period biti:
T = 1 / f = 1/50 = 0,02 sek.
I obrnuto, ako je poznato da je period struje 0,02 s, (T = 0,02 s), tada će frekvencija biti jednaka:
f = 1 / T = 1 / 0,02 = 100/2 = 50 Hz
Frekvencija izmjenične struje koja se koristi za rasvjetu i industrijske svrhe je točno 50 Hz.
Frekvencije između 20 i 20 000 Hz nazivaju se audio frekvencije. Struje u antenama radijskih postaja fluktuiraju s frekvencijama do 1.500.000.000 Hz, odnosno do 1.500 MHz ili 1,5 GHz. Te visoke frekvencije nazivaju se radiofrekvencije ili visokofrekventne vibracije.
Konačno, struje u antenama radarskih stanica, stanica satelitske komunikacije, drugi posebni sustavi (npr. GLANASS, GPS) osciliraju s frekvencijama do 40 000 MHz (40 GHz) i više.
AC amplituda
Najveća vrijednost koju EMF ili struja dosegne u jednom periodu naziva se amplituda EMF ili izmjenične struje... Lako je vidjeti da je amplituda skale jednaka duljini radijus vektora. Amplitude struje, EMF i napona označeni su slovima Ja, Em i Um (slika 1).
Kutna (ciklička) izmjenična frekvencija.
Brzina rotacije vektora radijusa, odnosno promjena vrijednosti kuta rotacije unutar jedne sekunde, naziva se kutna (ciklička) frekvencija izmjenične struje i označava se grčkim slovom ? (omega). Kut rotacije vektora radijusa na bilo koji ovaj trenutak u vezi s njegovim početna pozicija obično se ne mjeri u stupnjevima, već u posebnim jedinicama - radijanima.
Radian se zove kutna veličina luk kružnice čija je duljina jednaka polumjeru ove kružnice (slika 2). Cijeli opseg od 360° je 6,28 radijana, što je 2.
Slika 2.
1rad = 360 ° / 2
Dakle, kraj radijus vektora u jednoj periodi pokriva put jednak 6,28 radijana (2). Budući da radijus vektor čini broj okretaja unutar jedne sekunde, jednaka frekvenciji naizmjenična struja f, tada u jednoj sekundi njegov kraj pređe put jednak 6,28 * f radijan. Ovaj izraz koji karakterizira brzinu rotacije vektora radijusa, i bit će kutna frekvencija izmjenične struje -? ...
? = 6,28 * f = 2f
Kut rotacije radijus vektora u bilo kojem trenutku u odnosu na njegov početni položaj naziva se AC faza... Faza karakterizira veličinu EMF-a (ili struje) u danom trenutku ili, kako kažu, trenutnu vrijednost EMF-a, njegov smjer u krugu i smjer njegove promjene; faza pokazuje da li se EMF smanjuje ili povećava.
Slika 3.
Potpuna revolucija radijus vektora je 360°. S početkom nove revolucije radijus vektora, EMF se mijenja istim redoslijedom kao i tijekom prvog okretanja. Posljedično, sve faze EMF-a će se ponavljati istim redoslijedom. Na primjer, EMF faza kada se radijus vektor zakrene za kut od 370 ° bit će ista kao kada se radijus vektor zakrene za 10 °. U oba ova slučaja vektor radijusa zauzima isti položaj, pa će stoga trenutne vrijednosti EMF-a biti iste u fazi u oba ova slučaja.
Ovaj izraz "izmjenična električna struja" treba shvatiti kao struju koja se na bilo koji način mijenja u vremenu, u skladu s konceptom "promjenjive količine" uvedenom u matematiku. No, u elektrotehnici je u značenje ušao pojam "izmjenična električna struja". električna struja, imputirano u smjeru (za razliku od), i, posljedično, u veličini, budući da je fizički nemoguće zamisliti promjene električne struje u smjeru bez odgovarajućih promjena veličine.
Kretanje elektrona u žici, prvo u jednom smjeru, a zatim u drugom, naziva se jedno titranje izmjenične struje. Nakon prve oscilacije slijedi druga, zatim treća itd. Kada struja u žici oscilira oko nje, javlja se odgovarajuća oscilacija magnetskog polja.
Vrijeme jedne oscilacije naziva se periodom i označava se slovom T. Period se izražava u sekundama ili u jedinicama koje čine djelić sekunde. To uključuje: tisućiti dio sekunde - milisekunda (ms) jednaka 10 -3 s, milijunti dio sekunde - mikrosekunda (μs) jednaka 10 -6 s, i milijardni dio sekunde - nanosekunda (ns) jednako 10 -9 s.
Važna veličina koja karakterizira je učestalost. Predstavlja broj oscilacija ili broj perioda u sekundi i označava se slovom f ili F. Jedinica frekvencije je herc, nazvana po njemačkom znanstveniku G. Hertzu i skraćena slovima Hz (ili Hz). Ako se jedna puna oscilacija dogodi u jednoj sekundi, tada je frekvencija jednaka jednom hercu. Kada se u sekundi dogodi deset vibracija, frekvencija je 10 Hz. Učestalost i period su recipročni:
i
Pri frekvenciji od 10 Hz period je 0,1 s. A ako je period 0,01 s, tada je frekvencija 100 Hz.
Učestalost - bitna karakteristika naizmjenična struja.Električni strojevi i AC uređaji mogu normalno raditi samo na frekvenciji za koju su projektirani. Paralelni rad električni generatori i stanice na zajednička mreža moguće samo na istoj frekvenciji. Stoga je u svim zemljama frekvencija izmjenične struje koju proizvode elektrane zakonom normirana.
V električna mreža frekvencija izmjenične struje je 50 Hz. Trenutno pedeset puta po drugi ide u jednom smjeru i pedeset puta u drugom smjeru. Dostigne svoju vršnu vrijednost stotinu puta u sekundi i postaje jednaka nuli, tj. pri prolasku mijenja smjer stotinu puta nultu vrijednost... Svjetiljke spojene na mrežu gase se stotinu puta u sekundi i bljeskaju jače isto toliko puta, ali oko to ne primjećuje, zbog vizualne inercije, odnosno sposobnosti zadržavanja primljenih dojmova oko 0,1 s.
Prilikom izračunavanja s izmjeničnim strujama također koriste kutnu frekvenciju, jednaka je 2pif ili 6,28f. Ne bi se trebao izražavati u hercima, već u radijanima po sekundi.
Na primljenoj frekvenciji industrijska struja 50 Hz maksimalni mogući broj okretaja generatora - 50 r / s (p = 1). Za ovaj broj okretaja izgrađeni su turbinski generatori, tj. generatori koje pokreću parne turbine. O tome ovisi broj okretaja hidrauličnih turbina i hidrogeneratora koje one pokreću prirodni uvjeti(prvenstveno od tlaka) i fluktuira u širokim granicama, ponekad se smanjuje na 0,35 - 0,50 o/s.
Broj okretaja ima veliki utjecaj na ekonomski pokazatelji automobili - dimenzije i težina. Hidrogeneratori s nekoliko okretaja u sekundi imaju vanjski promjer 3 - 5 puta veći i njihova je težina višestruko veća od turbinskih generatora iste snage s n = 50 o/s. Kod suvremenih alternatora njihov magnetski sustav rotira, a vodiči u kojima se inducira emf postavljaju se u stacionarni dio stroja.
Izmjenične struje se obično dijele po frekvenciji. Struje s frekvencijom manjom od 10 000 Hz nazivaju se niskofrekventne struje (LF struje). Za ove struje, frekvencija odgovara frekvenciji različite zvukove ljudski glas ili glazbeni instrumenti, pa se zbog toga inače nazivaju zvučnim strujama (s izuzetkom struja frekvencije ispod 20 Hz, koje ne odgovaraju audio frekvencijama). U radiotehnici, NF struje se široko koriste, posebno u radiotelefonskom prijenosu.
ali glavnu ulogu u radiokomunikaciji se provode izmjenične struje frekvencije veće od 10 000 Hz, koje se nazivaju visokofrekventne struje, odnosno radiofrekvencije (visokofrekventne struje). Za mjerenje frekvencije ovih struja koriste se jedinice: kilohertz (kHz), jednak tisuću herca, megahertz (MHz), jednak milijun herca i gigahertz (GHz), jednak milijardu herca. Inače, kiloherci, megaherci i gigaherci označavaju kHz, MHz, GHz. Struje s frekvencijom od stotine megaherca i više nazivaju se struje ultravisoke ili ultravisoke frekvencije (UHF i UHF).
Radio postaje rade koristeći HF izmjenične struje s frekvencijom od stotine kiloherca i više. U modernoj radiotehnici za posebne namjene koriste se struje s frekvencijom od milijardi herca, a postoje uređaji koji omogućuju precizno mjerenje takvih suvišnih visoke frekvencije.
Vrijeme tijekom kojeg se odvija jedan ciklus titranja (potpuna promjena EMF-a) ili jedan potpuni okret vektora radijusa naziva se period osciliranja izmjenične struje
Razdoblje se mjeri u sekundama i označava latinično slovo T... Koriste se i manje jedinice razdoblja, to je milisekunda. (ms)- jedna tisućinka sekunde i mikrosekunda (μs)- milijunti dio sekunde.
1 ms = 0,001 s = 10 -3 sek.
1 μs = 0,001 ms = 0,000001 sek = 10 -6 sek.
1000 μs = 1 ms.
Što je brža promjena EMF-a, kraće je razdoblje osciliranja i veća je frekvencija. Stoga su frekvencija i period struje veličine koje su međusobno obrnuto proporcionalne. Matematički odnos između perioda i frekvencije opisan je formulama.
Učestalost je označena latiničnim slovom f a izražava se u periodima u sekundi ili u herc... Tisuću herca naziva se kiloherc (kHz) a milijun herca je megaherc (MHz)... Fizička jedinica se također koristi gigaherc (GHz) jednaka tisuću megaherca.
1000 Hz = 10 3 Hz = 1 kHz;
1.000.000 Hz = 10 6 Hz = 1.000 kHz = 1 MHz;
1.000.000.000 Hz = 10 9 Hz = 1.000.000 kHz = 1.000 MHz = 1 GHz;
f = 1 / T ili T = 1 / f
Na primjer, poznato je da je frekvencija struje u AC električnoj mreži 50 Hz, tada će razdoblje biti 0,02 sekunde
Zovu se frekvencije od 20 do 20 000 Hz frekvencije zvuka, budući da ih ljudsko uho može percipirati. Slijede ultrazvučne frekvencije, to su elastični valovi raspona nešto većeg od zvučnog od 20 kHz ili više, visoka frekvencija, savršeno pokazuje rad ultrazvuka. Ali npr. neki radio odašiljači ili Mobiteli rade na frekvencijama već MHz, pa čak i GHz. Stoga se visoke frekvencije nazivaju radiofrekvencijama. Osim toga, više frekvencije se koriste, na primjer, u antenama radarskih stanica, satelitskim komunikacijama, GLONASS-u, GPS-u Raspon frekvencija od 40 GHz i više.
Maksimalna vrijednost koju EMF ili struja dosegne tijekom razdoblja naziva se amplituda EMF ili izmjenična struja. Iz slike je lako vidjeti da je amplituda skale određena duljinom radijus vektora. Naznačene su amplitude struje, EMF i napona latinski znakovi Ja, Em i Um.
AC kutna frekvencijaBrzina rotacije vektora radijusa, odnosno promjena vrijednosti kuta rotacije unutar jedne sekunde, naziva se kutna frekvencija izmjenične struje i označava se grčkim simbolom ω (omega). Kut rotacije vektora radijusa u bilo kojem trenutku u odnosu na njega početno mjesto mjereno ne u stupnjevima, već u posebnim jedinicama - radijani... Radijan je kutna vrijednost kružnog luka čija duljina odgovara polumjeru te kružnice. Cijeli opseg od 360° je 6,28 radijana, što je 2π.
Zatim, 1 rad = 360 ° / 2π
To znači da kraj radijus vektora prolazi put jednak 6,28 radijana (2π) tijekom jedne periode. Budući da će unutar sekunde vektor radijusa napraviti broj okretaja koji odgovara frekvenciji izmjenične struje f, tada će u sekundi njegov kraj proći put jednak 6,28 × f radijan. Ovaj izraz, koji govori o brzini rotacije vektora radijusa, je kutna frekvencija izmjenične struje ω.
ω = 6,28 × f = 2fπ
Kut rotacije vektora radijusa u svakom mogućem trenutku u odnosu na njegov početni položaj naziva se AC faza... Faza karakterizira veličinu EMF-a ili struje u nekom proizvoljnom određenom trenutku ili, kako kažu, trenutnu vrijednost EMF-a, njegov smjer u krugu i smjer njegove promjene; faza pokazuje da li se EMF smanjuje ili povećava u proizvoljnom trenutku
Puni ciklus (okret) vektora radijusa je 360 ° stupnjeva. S početkom novog ciklusa radijus vektora, EMF se mijenja istim redoslijedom kao tijekom prvog okretaja. Stoga će sve faze EMF-a ići istim redoslijedom. Na primjer, EMF faza kada se radijus vektor zakrene za kut od 370 stupnjeva bit će ista kao kada se radijus vektor zakrene za deset stupnjeva. U oba slučaja, radijus vektor će zauzeti istu poziciju, pa će stoga trenutne vrijednosti EMF-a biti iste u fazi u oba slučaja.
Metoda mjerenja rezonantne frekvencije.
Metoda usporedbe učestalosti;
Metoda diskretnog brojanja temelji se na brojanju impulsa potrebne frekvencije za određeno vremensko razdoblje. Najčešće ga koriste digitalni mjerači frekvencije, i to zbog toga jednostavna metoda mogu se dobiti prilično točni podaci.
Više o frekvenciji izmjenične struje možete saznati iz videa:
Metoda prekomjernog punjenja kondenzatora također ne nosi složeni izračuni... U tom je slučaju prosječna vrijednost struje punjenja proporcionalno povezana s frekvencijom, a mjeri se pomoću magnetoelektričnog ampermetra. Ljestvica uređaja, u ovom slučaju, je graduirana u Hertzima.
Pogreška takvih mjerača frekvencije je unutar 2%, pa su takva mjerenja sasvim prikladna za kućnu upotrebu.
Metoda mjerenja temelji se na električna rezonancija koji se javlja u konturi s podesivim elementima. Frekvencija koju treba mjeriti određena je posebnom skalom samog mehanizma za ugađanje.
Ova metoda daje vrlo nisku pogrešku, ali vrijedi samo za frekvencije iznad 50 kHz.
Metoda usporedbe frekvencija koristi se u osciloskopima, a temelji se na miješanju referentna frekvencija s izmjerenim. U tom slučaju dolazi do otkucaja određene frekvencije. Kada ti otkucaji dosegnu nulu, tada izmjereni postaje jednak referentnom. Nadalje, prema slici dobivenoj na zaslonu, koristeći formule, možete izračunati željenu frekvenciju električne struje.
Još jedan zanimljiv video o frekvenciji izmjenične struje:
