Ток с частотой менее 1 Гц все еще считается постоянным током?

У нас был большой спор вчера вечером с неопределенными выводами. Считается ли ток с частотой менее 1 Гц постоянным током?

Это все равно будет напоминать волну ...

AC и DC являются относительными терминами. Если вы смотрите на сигнал 10 кГц для 100 нс, вы будете думать, что это постоянный ток. Это работает и наоборот: если вы забудете о том, что дает вам «DC», кто знает, не изменится ли эта форма волны в следующие секунды, минуты, дни, годы? Подумайте о напряжении конденсатора, например, при медленном разряде. Если вы контролируете напряжение на осциллографе, вы увидите плоскую линию. ДК ты говоришь? Подождите дольше, и плоская линия уменьшится в напряжении к нулю, что означает, что там также есть некоторый переменный ток.

Кроме того, никакой сигнал на самом деле не является чистым постоянным током, у вас всегда есть компоненты переменного тока также из-за шума и всех видов причин. Это только «DC-достаточно» или «AC-достаточно» для приложения, которое вы собираетесь использовать с / для.

Преобразования Фурье являются хорошим способом изобразить, какие компоненты постоянного и переменного тока находятся в форме волны. Преобразование является постоянным для периодических сигналов и зависит от времени для любых непериодических сигналов, таких как пример конденсатора. Для прямоугольной волны: ( источник: Википедия )

Да, вы можете иметь переменный ток с частотой менее 1 Гц, точно так же, как вы можете иметь числа от 0 до 1.

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

Как и при любом напряжении переменного тока, частота является обратной величиной периода в секундах, и наоборот:

Поскольку f становится асимптотически близким к 0, T соответственно становится очень большим.

В качестве практического примера у меня есть генератор функций, который генерирует любую частоту до 5 МГц с шагом 0,01 Гц. Поэтому при самом низком значении (0,01 Гц) он может генерировать синусоидальную волну с периодом 100 секунд.

Если вы хотите быть строгим, то весь реальный ток - это переменный ток. Я объясню почему.

Глядя на это с термодинамической точки зрения, постоянный ток (который никогда не меняет величины) потребовал бы двух конечных точек фиксированного заряда; то есть один относительный положительный, один относительный отрицательный. (Я использую здесь заряд вместо напряжения или тока, чтобы придерживаться своего термодинамического подхода и сделать вещи простыми.) Относительное положительное значение будет распределяться в относительное отрицательное, даже не меняя саму величину; таким образом, бесконечный источник заряда, разливающийся в бесконечный колодец. Это конечно идеал.

Поскольку таких черных ящиков не существует в реальном мире, безопаснее сказать, что «постоянный ток» - это просто модель. Правила, которые применяются к нему, были рассчитаны и могут применяться к медленно меняющемуся источнику напряжения, такому как постепенно разряжающаяся батарея типа АА; но все источники тока в конечном итоге достигнут нуля и, следовательно, будут иметь частоту.

Таким образом, в широком смысле, есть случаи, в которых / любая / текущая частота может быть описана как DC; и законы AC могут быть получены из законов DC. Что касается того, выглядит ли 1 Гц как постоянный ток, то это зависит от того, насколько коротким периодом времени вы его используете, и насколько близко он будет к уровню в течение этого времени. Это действительно зависит от вас.

Как уже отмечали другие, вы можете иметь переменную частоту настолько низкую, насколько пожелаете.

Я думаю, что стоит добавить, однако, что на таких низких частотах это в основном не будет действовать так, как большинство из нас обычно думают о действии переменного тока.

Просто для наглядного примера, вы обычно можете думать о конденсаторе как о пропускающем через него переменном токе, но как о прекращении постоянного тока. На очень низких частотах, которые вы рассматриваете, вы, вероятно, не увидите никакого значительного потока тока, даже если это технически переменный ток.

В частности, конденсатор в основном действует как (очень нежный) фильтр верхних частот. Чтобы пропустить такую ​​низкочастотную скважину, вам понадобится чрезвычайно огромный конденсатор. Безусловно самый распространенный тип большого конденсатора - электролитический конденсатор. Электролитический конденсатор немного похож на специализированную батарею, то есть часть того, как он работает, химическая, а не чисто электрическая. Как и батареи, электролитические конденсаторы могут разряжаться со временем. Я никогда не проверял, чтобы определить точную скорость саморазряда, но меня не удивило бы, если бы он саморазрядился быстрее, чем (например) сигнал 0,01 Гц заряжал его - если так, Конечным результатом будет то, что конденсатор никогда не заряжается, и он будет действовать, как будто там вообще нет конденсатора. ¹

Суть в том, что большинство цепей переменного тока рассчитаны на гораздо более высокие частоты, поэтому, несмотря на то, что нет резкого обрезания, ниже которого сигнал больше не является переменным током, довольно типичное представление о конструкции цепей переменного тока может легко начать распадаться, так Вы достигаете таких ... подземных частот.

Просто для справки, самая низкая частота переменного тока в действительно распространенном / широком использовании, вероятно, в аудиосистемах. Хотя (опять же) это не жесткое ограничение, типичное число, используемое в качестве нижней части звукового диапазона, составляет 20 Гц.

На радио крайне низкой частоты была проделана определенная работа, но самая низкая частота, о которой я знаю, была около 50 Гц или около того. Для сигнала 1 Гц полуволновая дипольная антенна была бы значительно больше, чем планета Земля.

^{1. Справедливости ради, большинство электролитических конденсаторов поляризованы, поэтому вы обычно используете их для таких вещей, как фильтры на источниках питания постоянного тока. Здесь я предполагаю (по общему признанию, менее распространенный) неполяризованный электролитический конденсатор.}

Конечно. 1 Гц - один раз в секунду, а секунда - довольно произвольное количество времени. Если бы мы установили 100 секунд в минуту, 60 раз в минуту были бы 0,6 Гц.

Да, вы можете иметь переменный ток (переменный ток), который чередуется с частотой менее 1 цикла в секунду ( период более 1 секунды ). Если вы подключите аккумулятор и резистор с помощью правильно подключенного переключателя DPDT, вы сможете изменить напряжение на резисторе по желанию. Поэтому, если вы вручную включите переключатель один раз в секунду, или один раз каждые 2 секунды, или один раз каждые 100 секунд и т. Д., У вас будет «переменный ток» с частотой менее 1 цикла в секунду.

Является ли напряжение переменным или постоянным, не имеет ничего общего с частотой, но больше связано с тем, является ли напряжение переменным или нет. Если это не чередование, это DC.

Если напряжение всегда остается выше нуля (т. Е. Положительным), оно равно «постоянному току», хотя оно может иметь небольшой компонент «переменного тока». Такие напряжения имеют среднее значение выше нуля (уровень постоянного тока).

С другой стороны, если напряжение меняется с положительного на отрицательное (независимо от того, насколько медленно), это «переменный ток». Такие напряжения имеют нулевое среднее значение.

Да. Герц является мерой того, сколько циклов происходит в данный период времени (1 секунда).

Поскольку время субъективно, а секунда - это единица, определяемая людьми, у вас может (например) быть «секунда», которая длится 0,4 секунды.

Следовательно, определение Герца может быть другим, но сохранить его значение.