Czy prąd o częstotliwości mniejszej niż 1 Hz jest nadal uważany za prąd stały?

12

Ostatniej nocy kłóciliśmy się z niejasnymi wnioskami. Czy prąd o częstotliwości mniejszej niż 1 Hz jest uważany za prąd stały?

Nadal przypominałby falę ...

ac frequency

— Brlja
źródło

15

Co jest specjalnego w 1Hz?

— OJFord,

2

(Facet, z którym rozmawiałeś, jest zły, przynajmniej na poziomie teoretycznym. Chociaż może (we właściwym kontekście) rozsądnie jest powiedzieć, że jest to „do wszystkich celów i celów” DC.)

— Hot Licks,

1

Zobacz także: en.wikipedia.org/wiki/Pitch_drop_experiment Tylko dlatego, że jego ciało stałe nie oznacza, że nie jest cieczą.

— Passerby,

1

@Alnitak po prostu musi być „okresowy” w dowolnym wybranym przez ciebie czasie (niekoniecznie ciągłym), nieskończoność nie ma z tym nic wspólnego.

— Anton

1

xkcd.com/594

— Phil Frost

34

AC i DC są warunkami względnymi. Jeśli patrzysz na przebieg 10 kHz dla 100ns, pomyślisz, że jest to prąd stały. Działa to również na odwrót: jeśli zapomnisz o tym, co zapewnia ci „DC”, kto wie, czy ten kształt fali nie zmieni się w ciągu następnych sekund, minut, dni, lat? Pomyśl o napięciu kondensatora na przykład podczas powolnego rozładowania. Jeśli monitorujesz napięcie na oscyloskopie, zobaczysz linię płaską. DC mówisz? Poczekaj dłużej, a płaska linia obniży napięcie do zera, co oznacza, że jest tam również trochę prądu przemiennego.

Poza tym żaden sygnał nie jest w rzeczywistości czystym prądem stałym, zawsze masz komponenty prądu przemiennego z powodu szumu i różnego rodzaju przyczyn. Jest tylko „wystarczający na prąd stały” lub „na wystarczający prąd przemienny” dla aplikacji, w której zamierzasz go używać z / do.

Transformacje Fouriera są dobrym sposobem na zobrazowanie, jakie komponenty DC i AC są w kształcie fali. Transformacja jest stała dla sygnałów okresowych i zależy od czasu dla dowolnych sygnałów nieokresowych, takich jak przykład kondensatora. Dla fali prostokątnej: ( źródło: wikipedia ) wprowadź opis zdjęcia tutaj

— Pan Mystère
źródło

4

Niektórzy nazywają rzeczy oscylującymi, ale nie przekraczającymi 0 DC. Niektóre urządzenia mogą pobierać prąd tylko w jednym kierunku, nawet jeśli tolerują gwałtowne wahania napięcia.

— Joshua

4

Joshua: „rzeczy”, które oscylują, ale nie przekraczają 0 V, zwykle byłyby sumą składowej stałej (średnia sygnału) i składowej zmiennej (z kolei być może suma różnych częstotliwości, patrz transformacja Fouriera sygnału okresowego) . Stany przejściowe są trudniejsze do kategoryzacji, ale znowu jest to kwestia czasu. Średnia w oknie czasowym dałaby DC, a resztę AC. Transformacja Fouriera jest bardziej rygorystyczna, definiując DC jako 0 Hz. Teoretycznie transformaty Fouriera dotyczą tylko sygnałów okresowych, ale można założyć, że każde przechwytywanie sygnału powtarza się i postępuje.

— Mister Mystère,

4

Nie zgadzam się z twoim przykładem kondensatora podczas powolnego rozładowania, sugerując, że jest to prąd przemienny. W całym rozładowaniu jest to prąd stały (DC). W żadnym momencie podczas rozładowania nie jest to prąd przemienny (AC). Bycie AC oznacza, że zmienia się kierunek prądu. Możesz mieć zmienne napięcie prądu stałego, ale chyba że kierunek prądu faktycznie się zmieni, nie jest to prąd przemienny. Coś będącego DC nie oznacza, że napięcie musi być stałe, tylko że kierunek przepływu prądu nie zmienia się.

— Makyen

5

I mówię, że nie masz racji w tej charakterystyce. Jeśli się zmienia, zawiera komponent prądu przemiennego. Kropka. Koniec opowieści. Wahający sygnał prądu stałego to oksymoron.

— Connor Wolf,

3

„Prąd przemienny” MUSI oznaczać, że prąd zmienia kierunek. W przeciwnym razie nie jest to „naprzemienne”, tylko „fluktuacyjne”.

— Floris,

17

Tak, możesz mieć prąd przemienny o częstotliwości mniejszej niż 1 Hz, w ten sam sposób, w jaki możesz mieć liczby od 0 do 1.

$1 \times 10^{-100}Hz$

— Majenko
źródło

12

„Dość cierpliwy” to dość mało powiedziane

— 253751

1

„i przy danym czasie prześledziłby kształt fali prądu przemiennego”. Rzeczywiście tak nie byłoby, ponieważ protony w twoim oscyloskopie nie przetrwają tak długo. (Prawdopodobnie; realistycznie oczywiście nastąpi inna przerwa znacznie wcześniej.)

— lewo około

1: Nie musisz oglądać całego cyklu, aby zobaczyć, jak się zmienia. 2: Zakładasz, że czas jest liniowy.

— Majenko,

4

Ponadto: Skąd wiemy, że Wielki Wybuch nie jest tylko punktem przecięcia zera we wszechświecie?

— Majenko,

1

Och, daj spokój, sygnałem, którego częstotliwość oscylacji jest tak wolna, że obecny wiek wszechświata jest błędem pomiaru, jest DC.

— Bryan Boettcher

5

Jak w przypadku każdego napięcia prądu przemiennego, częstotliwość jest odwrotnością okresu w sekundach i na odwrót:

f = 1 / T

$f = 1 / T$

T = 1 / f

$T = 1 / f$

Gdy f zbliża się asymptotycznie do zera, T odpowiednio staje się bardzo duże.

Jako praktyczny przykład mam generator funkcji, który generuje dowolną częstotliwość do 5 MHz w krokach co 0,01 Hz. Zatem przy najniższym ustawieniu (0,01 Hz) może generować falę sinusoidalną o czasie 100 sekund.

— tcrosley
źródło

5

Jeśli chcesz być surowy, cały prawdziwy prąd to prąd przemienny. Wyjaśnię dlaczego.

Patrząc na to z termodynamicznego punktu widzenia, prąd stały (który nigdy nie zmienia wielkości) wymagałby dwóch punktów końcowych o stałym ładunku; to znaczy jeden względny pozytywny, jeden względny negatywny. (Używam tutaj ładunku zamiast napięcia lub prądu, aby trzymać się mojego termodynamicznego podejścia i utrzymać prostotę.) Względny dodatni rozdzieliłby się na względny ujemny, bez zmiany samej wielkości; w ten sposób nieskończone źródło ładunku, dozujące do nieskończonej studni. To oczywiście ideał.

Ponieważ takie czarne skrzynki nie istnieją w prawdziwym świecie, bezpieczniej jest powiedzieć, że „prąd stały” jest po prostu modelem. Zasady, które mają do niego zastosowanie, zostały obliczone i można je zastosować do wolno zmieniającego się źródła napięcia, takiego jak stopniowo rozładowywana się bateria AA; ale wszystkie źródła prądu ostatecznie osiągną zero, a zatem będą miały częstotliwość.

Tak więc, w szerokim znaczeniu, istnieją przypadki, w których częstotliwość / dowolną / prądową można opisać jako prąd stały; a prawa prądu przemiennego można wywodzić z prawa prądu stałego. To, czy 1 Hz wygląda jak prąd stały, zależy od tego, jak krótki jest przedział czasowy i od tego, jak blisko wydaje się być wyrównany w tym czasie. To naprawdę zależy od ciebie.

— Michael Eric Oberlin
źródło

1

To mnie dezorientuje. Myślałem, że prąd przemienny zmienia przepływ prądu dla każdego okresu. Akumulator prądu stałego rozładowuje się tylko w tym samym kierunku, co ostatecznie powoduje, że jest on niestabilny.

— Brlja,

Musisz pamiętać, że przepływ prądu jest względny w kierunku; zero jest wszędzie tam, gdzie chcesz je umieścić. Zatem prąd przemienny baterii może być uważany za sinusoidę niskiej częstotliwości plus stałą; który kwalifikuje się jako AC.

— Michael Eric Oberlin

Twój argument nie jest słuszny, jeśli weźmiemy pod uwagę nadprzewodniki, ale w zasadzie masz rację: DC to tylko model.

— leftaroundabout

Cóż, to naprawdę oba modele. DC kontra AC przypomina spieranie się mechaniki kwantowej z ogólną teorią względności; oba są poprawne, ale równania naprawdę mają zastosowanie tylko w pewnych okolicznościach i są częścią nadrzędnej całości. (Również nadprzewodniki nadal łączą skończone źródło ze skończonym drenażem, więc nie sądzę, że śledzę, jak nie zmieniłyby się z czasem.)

— Michael Eric Oberlin

„Prąd przemienny” ma dość silną implikację, że jest przebiegiem okresowym. Wiele omawianych tutaj sytuacji innych niż DC dotyczy bardziej rzeczywistego terminu złożonego wykładniczego niż okresowego.

— Chris Stratton,

2

Jak już zauważyli inni, prąd przemienny może mieć tak niską częstotliwość, jak chcesz.

Sądzę jednak, że warto dodać, że przy tak niskich częstotliwościach większość z nich nie zachowuje się tak, jak większość z nas myśli o działaniu AC.

Dla oczywistego przykładu, zwykle można myśleć o kondensatorze jako o przepuszczaniu prądu przemiennego, ale o zatrzymywaniu prądu stałego. Przy ekstremalnie niskich częstotliwościach, jakie rozważasz, prawdopodobnie nie zobaczysz żadnego znaczącego przepływu prądu, nawet jeśli technicznie jest to prąd przemienny.

W szczególności kondensator zasadniczo działa jak (bardzo delikatny) filtr górnoprzepustowy. Aby dobrze przejść tak niską częstotliwość, potrzebujesz ogromnie dużego kondensatora. Zdecydowanie najpopularniejszym rodzajem dużych kondensatorów jest kondensator elektrolityczny. Kondensator elektrolityczny przypomina trochę wyspecjalizowaną baterię - to znaczy część tego, jak działa, jest chemiczna, a nie czysto elektryczna. Podobnie jak baterie, kondensatory elektrolityczne mogą z czasem samorozładować się. Nigdy nie testowałem, aby ustalić dokładną szybkość samorozładowania, ale nie zaskoczyłoby mnie to bardzo, gdyby samorozładowanie było szybsze niż (na przykład) ładowanie go przez sygnał 0,01 Hz - jeśli tak, to wynik netto byłby taki, że kondensator nigdy nie byłby ładowany, i zasadniczo działałby tak, jakby w ogóle nie było kondensatora. ¹

Najważniejsze jest to, że większość obwodów prądu przemiennego jest zaprojektowana na znacznie wyższe częstotliwości, więc nawet jeśli nie ma ostrego odcięcia, poniżej którego sygnał nie jest już prądem przemiennym, dość typowe myślenie o konstrukcji obwodu prądu przemiennego może łatwo zacząć się rozpadać, ponieważ osiągasz takie ... podziemne częstotliwości.

Dla porównania, najniższa częstotliwość prądu przemiennego w naprawdę powszechnym / szerokim zastosowaniu jest prawdopodobnie w obwodach audio. Chociaż (znowu) nie jest to trudna granica, typowa liczba stosowana jako dolny koniec zakresu audio wynosi 20 Hz.

W radiu o ekstremalnie niskiej częstotliwości wykonano pewne prace, ale najniższa częstotliwość, o której wiem, że wynosi około 50 Hz. Dla sygnału 1 Hz antena dipolowa półfalowy byłaby znacznie większa niż planeta Ziemia.

^{1. Mówiąc uczciwie, większość kondensatorów elektrolitycznych jest spolaryzowana, dlatego zwykle używa się ich do takich celów, jak filtry w zasilaczach prądu stałego. Zakładam tutaj (co prawda mniej powszechne) niespolaryzowany kondensator elektrolityczny.}

— Jerry Coffin
źródło

0

Oczywiście. 1 Hz jest raz na sekundę, a sekunda to dość arbitralny okres czasu. Gdybyśmy ustalili na 100 sekund na minutę, 60 razy na minutę wyniósłoby 0,6 Hz.

— MSalters
źródło

Warto zauważyć, że „sekunda” to (historycznie) „druga minuta” - jeszcze więcej minut (moja traszka) ułamek godziny niż „minuta”. Wszystko zaczęło się z godziną i stawało się mniejsze, gdy zegary stawały się coraz lepsze. W ogóle nie ma nic specjalnego.

— Hot Licks,

0

Tak, możesz mieć prąd przemienny (AC), który zmienia się z częstotliwością mniejszą niż 1 cykl na sekundę ( okres dłuższy niż 1 sekunda ). Jeśli podłączysz baterię i rezystor za pomocą odpowiednio okablowanego przełącznika DPDT, będziesz w stanie dowolnie odwrócić napięcie na rezystorze. Więc jeśli ręcznie rzucisz przełącznik raz na sekundę lub raz na 2 sekundy, lub raz na 100 sekund itd., Będziesz miał „prąd przemienny” o częstotliwości mniejszej niż 1 cykl na sekundę.

— Guill
źródło

-2

To, czy napięcie jest prądem przemiennym czy stałym, nie ma nic wspólnego z częstotliwością, ale ma więcej wspólnego z tym, czy napięcie jest przemienne, czy nie. Jeśli nie jest na przemian, to DC.

Jeśli napięcie zawsze pozostaje powyżej zera (tj. Dodatnie), oznacza to „DC”, chociaż może mieć niewielką składową „AC”. Takie napięcia mają średnią wartość powyżej zera (poziom prądu stałego).

Z drugiej strony, jeśli napięcie zmienia się z dodatniego na ujemne (bez względu na to, jak wolno), jest to „AC”. Takie napięcia mają zerową wartość średnią.

— theo
źródło

4

Mówi się, że takie sygnały mają „składową prądu stałego”, a nie jako prąd stały.

— glglgl,

-2

Tak. Hertz jest miarą liczby cykli występujących w danym przedziale czasowym (1 sekunda).

Ponieważ czas jest subiektywny, a sekunda to jednostka zdefiniowana przez ludzi, możesz (na przykład) mieć „Zecond”, który trwa 0,4 sekundy.

Dlatego definicja Hertza może być inna, ale zachowa swoje znaczenie.

— Beppe9000
źródło

Nie, Hertz to jednostka miary. Częstotliwość jest miarą.

— OrangeDog,

1

Czas nie jest subiektywny i definiuje go cez 133 , a nie ludzie. Humor jest subiektywny i definiowany przez ludzi.

— Phil Frost