Помощь - Поиск - Пользователи - Календарь
Перейти к полной версии этой страницы на форумах сайта Электрик: Частота переменного тока
Форумы сайта ЭЛЕКТРИК > Теория > Вопросы по теории электротехники


Guest2
Из каких соображений была выбрана частота переменного тока 50Гц/60Гц
Tchernishev
Естественно, из экономических. Почему в основном используется переменный ток, а не постоянный, думаю всем понятно. Как известно, основное электрооборудвание - это электрические машины: двигатели и трансформаторы. Все они состоят из ферромагнетиков: электротехническая сталь, феррит (понятно, статоры у двигателей и сердечники трансформаторов). При намагничивании ферромагнетика неизбежны потери. Существуют два вида потерь: на гистерезис и на вихревые токи. Потери на гистерезис пропорциональны первой степени частоты, потери на вихревые токи пропорциональны квадрату частоты. Этим и обусловлена частота 50 Гц, американцы используют 60 Гц, у них потери больше, но у них и бабок больше. Ниже частота не используется для того, чтобы инерционное электрооборудование не успевало реагировать на изменение полярности напряжения. Хотя на производстве используются синхронные двигатели, работающие при частоте 400 Гц.
Viktor2004
Чем выше частота, тем меньше габариты трансформаторов при одинаковой мощности.
Частота 400 Гц используется на корабельной и летной аппаратурах в целях экономии места. Была даже одна экспериментальная подводная лодка, где основная силовая сеть была 220В 400Гц, для аппаратуры удобно, а для всех моторов нет. Пришлось на каждый мотор 400Гц ставить понижающий редуктор. Редуктора сильно шумят и лодку прозвали "ревущая корова". Теперь на всех лодках основная силовая сеть 380В 50Гц, а дополнительная (одна из дополнительных) 220В 400Гц.
А еще частоту 200Гц и 400Гц используют для переносного электрооборудования, т к поражение током 200Гц менее опасно чем 50Гц.
Почему стандарт именно 50Гц?
Наверное при этой частоте оптимальная скорость вращения моторов.
А еще телевидение. Раньше были телевизоры не с импульсными, а с силовыми блоками питания. Кадровая частота в них напрямую зависела от частоты сети. При использовании черезстрочной развертки частота кадра равнялась 50/2=25Гц. А человеческий глаз различает мигание с частотой менее 24Гц. Стало быть для телевизора питающая частота 50Гц оптимальная. Вы скажете что телевизор был изобретен позже питающей сети? Возможно вы и правы, но порог чувствительности глаза я думаю был установлен еще раньше. Лампочка ильича при этом не мигала.
Феодор
Ну вы и фантазёры... когда разрабатывали переменный ток, никто не подозревал, что через полвека появится телевидение, да и о гистерезисе имели смутное представление.

Всё просто. Слишком низкая частота - мерцают лампочки + слишком большие обмотки требуются для низкого тока холостого хода. Слишком высокая - раздражает гудение обмоток. Чтобы не раздражало, частота должна быть или ниже 100 Гц, или за 20 кГц. Но 20 кГц превращает провод в антенну, да и генератор с такими оборотами непросто обслуживать.

Итак, меньше 100 Гц. Человеческий глаз, кстати, и 80 Гц может чувствовать, кто старыми мониторами пользовался - знает. Так что минимум - 40 Гц (плюс-минус = два мига за цикл). Тесла остановился на 60 Гц, а европейские зануды - на 50, потому что круглее. Между прочим, не правы - секунды надо было делить на 60, так же, как минуты и часы. Теперь все наши обмотки на 20% больше американских. Зато янки позднее не решились перейти на 220 вольт, и вся их проводка в четыре раза толще. Почему не решились? Во-первых, их толком не бомбили - разрушенную экономику легче менять, во вторых, стандарты в свободной стране децентрализованы, каждый тянет одеяло на себя, и ничего поменять невозможно.

Разумеется, NTSC разворачивает 30 кадров в секунду, а PAL/SECAM - 25, в обоих случаях кадр разбивается на две половины по чётности строк. Точнее, NTSC запаздывает на 0.1%, то есть там 29,97 кадров. Когда разработали цветной NTSC, цвет стал взаимодействовать со звуком, и таким образом на ходу приделали "заплатку" на стандарт.

Вот так.
Pavel
между прочим- в начале прошлого века существовали сети 33,3 Гц.
Вопрос более запутан. Хотя скорее всего отталкивались от скорости вращения паровых турбин (основных источников электроэнергии) - это агрегаты быстроходные, и для двухполюсных машин скорость 2000-4000 тыс.об.-является оптимальной, хотя конечно имел место быть видимо также и набор всяких других факторов, в том числе и не технического характера(амбиции ученых иногда на порядки круче чем у политиков, и тупого упрямства в науке достаточно) , а уже потом, когда появились энергосистемы, и вопрос совместимости стал основным-делать было нечего.
400Гц первоначально стали применять в авиации-там вес имеет первостепенное значение, но для таких частот выше требования к магнитным материалам, оборудование дороже и т.д.
Viktor2004
У нас на корабле, на одном из праздников был задан вопрос: "Почему вся аппаратура на корабле 400Гц?".
Правильный ответ был: "Чтобы мичманы домой не утащили." icon_biggrin.gif
Феодор
Стратегические решения по стандартизации принимались как раз во время проектирования первых энергосистем. До того каждый генератор работал как ему удобно.
Roman
В таких случаях обычно пишут "в силу исторических причин" icon_biggrin.gif

От себя могу добавить, что немцы на железке для тяги потребляют 15 кВ 16 2/3 Гц. тоже по историческим причинам. Представьте себе потри на преобразование на третью субгармонику... Хотя уже даже до упрямых тевтонов дошло, и новые сети уже на 50 херцев.
Скотоложец
Оченно интереснайа и познавательнайа тема. Кстате слышал незнайу правда иле нет шта в Йапонеи существуйут как 50 так и 60Hz системы соединённые через всатавки постойанного тока (ну это и кониу панятна зачем). У меня вопрос как такое могло выйти в отдельно взятой стране, как то глуповато получаеццо
Tchernishev
На удаве за такую писанину хвалят, а здесь пишут: "Учи албанский"
Для просмотра полной версии этой страницы, пожалуйста, пройдите по ссылке.
   Rambler's Top100      
Электрик © 2002-2008 Oleg Kuznetsov     
  Русская версия IP.Board © 2001-2025 IPS, Inc.