Герц (единица измерения) — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

У этого термина существуют и другие значения, см. Герц.

Герц (русское обозначение: Гц, международное обозначение: Hz) — единица частоты периодических процессов (например, колебаний) в Международной системе единиц (СИ) а также в системах единиц СГС и МКГСС^[1]. Герц — производная единица, имеющая специальные наименование и обозначение. Через основные единицы СИ герц выражается следующим образом:

1 Гц = 1 с⁻¹.

1 Гц означает одно исполнение (реализацию) такого процесса за одну секунду, другими словами — одно колебание в секунду, 10 Гц — десять исполнений такого процесса, или десять колебаний за одну секунду.

В соответствии с общими правилами СИ, касающимися производных единиц, названных по имени учёных, наименование единицы герц пишется со строчной буквы, а её обозначение — с заглавной.

Единица названа в честь немецкого учёного-физика XIX века Генриха Герца, который внёс важный вклад в развитие электродинамики. Название было учреждено Международной электротехнической комиссией (МЭК) в 1930 году

[2]. В 1960 году XI Генеральной конференцией по мерам и весам вместе с учреждением СИ это название было принято для единицы частоты в СИ.

Десятичные кратные и дольные единицы образуют с помощью стандартных приставок СИ.

Кратные				Дольные
величина	название	обозначение		величина	название	обозначение
101 Гц	декагерц	даГц	daHz	10−1 Гц	децигерц	дГц	dHz
102 Гц	гектогерц	гГц	hHz	10−2 Гц	сантигерц	сГц	cHz
103 Гц	килогерц	кГц	kHz	10−3 Гц	миллигерц	мГц	mHz
106 Гц	мегагерц	МГц	MHz	10−6 Гц	микрогерц	мкГц	µHz
109 Гц	гигагерц	ГГц	GHz	10−9 Гц	наногерц	нГц	nHz
1012 Гц	терагерц	ТГц	THz	10−12 Гц	пикогерц	пГц	pHz
1015 Гц	петагерц	ПГц	PHz	10−15 Гц	фемтогерц	фГц	fHz
1018 Гц	эксагерц	ЭГц	EHz	10−18 Гц	аттогерц	аГц	aHz
1021 Гц	зеттагерц	ЗГц	ZHz	10−21 Гц	зептогерц	зГц	zHz
1024 Гц	иоттагерц	ИГц	YHz	10−24 Гц	иоктогерц	иГц	yHz
применять не рекомендуется      не применяются или редко применяются на практике

Кроме герца в СИ существует ещё одна производная единица, равная секунде в минус первой степени (1/с): таким же соотношением с секундой связан беккерель. Существование двух равных, но имеющих различные названия единиц, связано с различием сфер их применения: герц используется только для периодических процессов, а беккерель — только для случайных процессов распада радионуклидов^[3]. Хотя использовать обратные секунды в обоих случаях было бы формально правильно, рекомендуется использовать единицы с различными названиями, поскольку различие названий единиц подчёркивает различие природы соответствующих физических величин.

Обозначения в Юникоде.[4]
Символ	Название	Номер Юникода
㎐	Герц (Square HZ)	U+3390
㎑	Килогерц (Square KHZ)	U+3391
㎒	Мегагерц (Square MHZ)	U+3392
㎓	Гигагерц (Square GHZ)	U+3393
㎔	Терагерц (Square THZ)	U+3394

• Диапазон частот звуковых колебаний, которые способен слышать человек, лежит в пределах от 20 Гц до 20 кГц.
• Сердце человека в спокойном состоянии бьётся с частотой приблизительно 1 Гц (Примечательно, что Herz в переводе с немецкого означает «сердце». Однако фамилия великого физика пишется Hertz).
• Частота ноты ля первой октавы по стандарту настройки, принятому в настоящее время, составляет 440 Гц. Является стандартной частотой камертона (нота ля первой октавы является эталонной для настройки музыкальных инструментов). В концертных залах применяется настройка в 442 Гц, иногда выше.
• Частоты колебаний электромагнитного поля, воспринимаемого человеком как видимое излучение (свет), лежат в диапазоне от 3,9⋅10¹⁴ до 7,9⋅10
  14 Гц.
• Частота электромагнитного излучения, используемого в микроволновых печах для нагрева продуктов, обычно равна 2,45 ГГц.

Единица измерения частоты, теория и онлайн калькуляторы

Прежде чем перейти к единицам измерения частоты, скажем о том, что следует выделить: частоту периодических процессов (колебаний, излучений и т.д.), частоту дискретных событий (импульсов и т.д. ) и частоту вращения.

Герц — единица измерения частоты периодического процесса в системе СИ

Определение

Частота периодических процессов ($\nu$) — это физическая величина, которая равна количеству циклов, которые происходят в единицу времени. Это определение говорит о том, что:

\[\nu =\frac{1}{T}\left(1\right),\]

где $T$ — период процесса.

Из выражения (1) очевидно, что единицей измерения частоты служит обратная секунда:

\[\left[\nu \right]=с^{-1}.\]

В Международной системе единиц (СИ) эта единица измерения имеет специальное название, ее называют герцем (Гц) с 1960 г (начала существования системы). Герц — единица измерения частоты периодического процесса, при которой за время в одну секунду протекает один цикл процесса.

Единица измерения частоты периодического процесса называется в честь немецкого ученого Г. Герца, который много и успешно занимался электродинамикой.

Герц, как единица измерения частоты может использоваться со стандартными приставками системы СИ для обозначения десятичных кратных и дольных единиц. Например, гГц (гектогерц): $1г\ Гц=100\ Гц$; мкГц (микрогерц): $1мкГц={10}^{-6}Гц.$ Биения здорового человеческого сердца в спокойном состоянии происходят с частотой 1Гц.

Иногда частоту периодических колебаний обозначают буквой $f$.

Часто в расчётах используют циклическую частоту (угловую частоту, радиальную частоту, круговая частота) ($\omega $), которая равна:

\[\omega =2\pi {\mathbf \nu }\left(2\right).\]

Угловая частота измеряется в радианах, деленных на секунду:

\[\left[\omega \right]=\frac{рад}{с}.\]

В системах СИ и СГС единицы измерения круговой частоты одинаковы.

Секунда в минус первой степени — единица измерения частоты дискретных событий

Частота дискретных колебаний ($n$) — это физическая величина, которая равна количеству действий (событий) в единицу времени. Если время, которое занимает одно событие обозначить как $\tau $, то частота дискретных событий равна:

\[n=\frac{1}{\tau }\left(3\right).\]

Из определения (3) следует, что обратная секунда (секунда в минус первой степени) — единица измерения частоты дискретных событий:

\[\left[n\right]=\frac{1}{с}.\]

Секунда в минус первой степени равна частоте дискретных событий, если за время, равное одной секунде происходит одно событие.

Секунда в минус первой степени — единица измерения частоты вращения

Частота вращения ($n$) — это величина, равная количеству полных оборотов в единицу времени. Если $\tau $ — время, затрачиваемое на один полный оборот, то:

\[n=\frac{1}{\tau }\left(4\right).\]

Секунда в минус пе

Герц (единица измерения) — Национальная библиотека им. Н. Э. Баумана

Материал из Национальной библиотеки им. Н. Э. Баумана
Последнее изменение этой страницы: 02:33, 31 марта 2017.

Герц (русское обозначение: Гц, международное обозначение: Hz) — единица частоты периодических процессов (например, колебаний) в Международной системе единиц (СИ). Герц — производная единица, имеющая специальные наименование и обозначение. Через основные единицы СИ герц выражается следующим образом:

1 Гц = 1 с−1.

Назван в честь немецкого учёного-физика XIX века Генриха Герца.

Значение термина

Герц применяется для измерения частоты колебаний любого рода, поэтому сфера его использования является весьма широкой.

Содержательно единица в данном измерении интерпретируется как количество колебаний, совершаемых анализируемым объектом в течение одной секунды. В этом случае специалисты говорят, что частота колебаний составляет 1 герц. Соответственно, большее количество колебаний в секунду соответствует большему количеству этих единиц. Таким образом, с формальной точки зрения величина, обозначаемая как герц, является обратной по отношению к секунде.

Значительные величины частот принято называть высокими, незначительные — низкими. Примерами высоких и низких частот могут служить звуковые колебания различной интенсивности. Так, например, частоты, находящиеся в диапазоне от 16 до 70 Гц, образуют так называемые басовые, то есть очень низкие звуки, а частоты диапазона от 0 до 16 Гц и вовсе неразличимы для человеческого уха. Самые высокие звуки, которые способен слышать человек, лежат в диапазоне от 10 до 20 тысяч герц, а звуки с более высокой частотой относятся к категории ультразвуков, то есть тех, которые человек не способен слышать.

Для обозначения больших величин частот к обозначению «герц» добавляют специальные приставки, призванные сделать употребление этой единицы более удобным. При этом такие приставки являются стандартными для системы СИ, то есть используются и с другими физическими величинами. Так, тысяча герц носит название «килогерц», миллион герц — «мегагерц», миллиард герц — «гигагерц».

Кратные и дольные единицы

Кратные				Дольные
величина	название	обозначение		величина	название	обозначение
101 Гц	декагерц	даГц	daHz	10−1 Гц	децигерц	дГц	dHz
102 Гц	гектогерц	гГц	hHz	10−2 Гц	сантигерц	сГц	cHz
103 Гц	килогерц	кГц	kHz	10−3 Гц	миллигерц	мГц	mHz
106 Гц	мегагерц	МГц	MHz	10−6 Гц	микрогерц	мкГц	µHz
109 Гц	гигагерц	ГГц	GHz	10−9 Гц	наногерц	нГц	nHz
1012 Гц	терагерц	ТГц	THz	10−12 Гц	пикогерц	пГц	pHz
1015 Гц	петагерц	ПГц	PHz	10−15 Гц	фемтогерц	фГц	fHz
1018 Гц	эксагерц	ЭГц	EHz	10−18 Гц	аттогерц	аГц	aHz
1021 Гц	зеттагерц	ЗГц	ZHz	10−21 Гц	зептогерц	зГц	zHz
1024 Гц	иоттагерц	ИГц	YHz	10−24 Гц	иоктогерц	иГц	yHz

Герц и беккерель

Кроме герца в СИ существует ещё одна производная единица, равная секунде в минус первой степени (1/с): таким же соотношением с секундой связан беккерель. Существование двух равных, но имеющих различные названия единиц, связано с различием сфер их применения: герц используется только для периодических процессов, а беккерель — только для случайных процессов распада радионуклидов. Хотя использовать обратные секунды в обоих случаях было бы формально правильно, рекомендуется использовать единицы с различными названиями, поскольку различие названий единиц подчёркивает различие природы соответствующих физических величин.

Примеры

• Диапазон частот звуковых колебаний, которые способен слышать человек, лежит в пределах от 20 Гц до 20 кГц.
• Сердце человека в спокойном состоянии бьётся с частотой приблизительно 1 Гц (Примечательно, что Herz в переводе с немецкого означает «сердце». Однако фамилия великого физика пишется Hertz).
• Частота ноты ля первой октавы составляет 440 Гц. Является стандартной частотой камертона.
• Частоты колебаний электромагнитного поля, воспринимаемого человеком как видимое излучение (свет), лежат в диапазоне от 3,9·1014 до 7,9·1014 Гц.
• Частота электромагнитного излучения, используемого в микроволновых печах для нагрева продуктов, обычно равна 2,45 ГГц.
  

Источник и ссылки

Переменный ток — Википедия

     Синусоидальный

Переме́нный ток — электрический ток, который с течением времени изменяется по величине и направлению или, в частном случае, изменяется по величине, сохраняя своё направление в электрической цепи неизменным^[1].

Хотя переменный ток часто переводят на английский как alternating current, эти термины не эквивалентны. Термин alternating current (AC) в узком смысле означает синусоидальный ток, в широком смысле — периодический знакопеременный ток (то есть периодический двунаправленный ток). Условное обозначение на электроприборах: ∼{\displaystyle \thicksim } или ≈{\displaystyle \thickapprox } (знак синусоиды), или латинскими буквами AC{\displaystyle AC}.

Так как переменный ток в общем случае меняется в электрической цепи не только по величине, но и по направлению, то одно из направлений переменного тока в цепи считают условно положительным, а другое, противоположное первому, условно отрицательным. В соответствии с этим и величину мгновенного значения переменного тока в первом случае считают положительной, а во втором случае — отрицательной.

Переменный ток — величина алгебраическая, знак его определяется тем, в каком направлении в рассматриваемый момент времени протекает ток в цепи — в положительном или отрицательном.

Величина переменного тока, соответствующая данному моменту времени, называется мгновенным значением переменного тока.

Максимальное мгновенное значение переменного тока, которое он достигает в процессе своего изменения, называется амплитудой тока Im{\displaystyle I_{m}}.

График зависимости переменного тока от времени называется развёрнутой диаграммой переменного тока.

Развёрнутая диаграмма переменного синусоидального тока

На рисунке приведена развёрнутая диаграмма переменного тока, изменяющегося с течением времени по величине и направлению. На горизонтальной оси 0t{\displaystyle 0t} отложены в определённом масштабе отрезки времени, а по вертикальной оси — величины тока, вверх — от начальной точки 0{\displaystyle 0} — положительные, вниз — отрицательные. Часть развёрнутой диаграммы тока, расположенная выше оси времени 0t{\displaystyle 0t}, характеризует изменение положительных величин во времени, а часть, расположенная ниже оси времени 0t{\displaystyle 0t}, — изменение отрицательных величин.

В начальный момент времени t=0{\displaystyle t=0} ток равен нулю (i=0){\displaystyle (i=0)}. Затем он с течением времени растёт в положительном направлении, в момент времени t=T4{\displaystyle t={\frac {T}{4}}} достигает максимального значения, после чего убывает по величине и в момент времени t=T2{\displaystyle t={\frac {T}{2}}} становится равным нулю. Затем, пройдя через нулевое значение, ток меняет свой знак на противоположный, то есть становится отрицательным, затем растёт по абсолютной величине, затем достигает максимума при t=34T{\displaystyle t={\frac {3}{4}}T}, после чего убывает и при t=T{\displaystyle t=T} становится равным нулю.

Развёрнутая диаграмма периодического переменного тока

Периодическим переменным током называется такой электрический ток, который через равные промежутки времени повторяет полный цикл своих изменений, возвращаясь к своей исходной величине.

На представленной диаграмме мы видим, что через равные промежутки времени T{\displaystyle T} график тока воспроизводится полностью без каких-либо изменений.

Время T{\displaystyle T}, в течение которого переменный периодический ток совершает полный цикл своих изменений, возвращаясь к своей исходной величине, называется периодом переменного тока.

Величина, обратная периоду, называется частотой переменного тока:

f=1T{\displaystyle f={\frac {1}{T}}}, где

f{\displaystyle f} — частота переменного тока;

T{\displaystyle T} — период переменного тока.

Если выразить время T{\displaystyle T} в секундах (

sec), то будем иметь:

f=1T[1sec]{\displaystyle f={\frac {1}{T}}\left[{\frac {1}{sec}}\right]}, то есть размерность частоты переменного тока выражается в 1/с.

Частота переменного тока численно равна числу периодов в секунду.

За единицу измерения частоты переменного тока принят 1 герц (1 гц, 1 Гц, 1 Hz).

Герц — единица Международной системы единиц (СИ), названа в честь Генриха Герца. Через основные единицы СИ герц выражается следующим образом: 1 Гц = 1 с⁻¹. Десятичные кратные и дольные единицы образуют с помощью стандартных приставок СИ.

Частота переменного тока равна одному герцу, если период тока равен одной секунде (один полный цикл за одну секунду).

Стандарты частоты[править | править код]

В большинстве стран в электротехнике применяются частоты 50 или 60 Гц (60 Гц — этот вариант принят в США и Канаде). В некоторых странах, например, в Японии, используются оба стандарта (см. Промышленная частота переменного тока).

Частота 16 ⅔ Гц до сих пор используется в некоторых европейских железнодорожных сетях (Австрия, Германия, Норвегия, Швеция и Швейцария), частота 25 Гц — на старых железнодорожных линиях США. (См. Электрификация железных дорог переменным током пониженной частоты).

В авиации и военной технике для снижения массы устройств или с целью повышения частоты вращения электродвигателей переменного тока применяется частота 400 Гц.

Число оборотов ротора n[1min]{\displaystyle n\left[{\frac {1}{min}}\right]} синхронного электродвигателя определяется по формуле:

n=60fp{\displaystyle n={\frac {60f}{p}}}, где

f{\displaystyle f} — частота переменного тока;

p{\displaystyle p} — число пар полюсов.

Так как минимальное число пар полюсов равно единице, тогда синхронный электродвигатель, работающий на переменном токе частотой 50 герц разовьёт 3 000 оборотов в минуту, а электродвигатель, работающий на переменном токе частотой 400 герц, разовьёт 24 000 оборотов в минуту. Частота вращения ротора асинхронного электродвигателя меньше, чем частота питающего его тока и зависит от нагрузки. Скольжение — разность между частотой вращения вращающегося магнитного поля и частотой вращения ротора.

В технике связи применяются частоты более высокие, и в частности в радиотехнике — порядка миллионов и миллиардов герц.

Синусоидальным током называется периодический переменный ток, который с течением времени изменяется по гармоническому закону синуса.

Синусоидальный ток — элементарный, то есть его невозможно разложить на другие более простые переменные токи^[2].

Переменный синусоидальный ток выражается формулой:

i=Imsin⁡ωt{\displaystyle i=I_{m}\sin \omega t}, где

Im{\displaystyle I_{m}} — амплитуда синусоидального тока;

ωt{\displaystyle \omega t} — некоторый угол, называемый фазой синусоидального тока.

Фаза синусоидального тока ωt{\displaystyle \omega t} изменяется пропорционально времени t{\displaystyle t}.

Множитель ω{\displaystyle \omega }, входящий в выражение фазы ωt{\displaystyle \omega t} — величина постоянная, называемая угловой частотой переменного тока (круговой частотой переменного тока).

Угловая частота ω{\displaystyle \omega } синусоидального тока зависит от частоты f{\displaystyle f} этого тока и определяется формулой:

ω=2πf=2πT{\displaystyle \omega =2\pi f={\frac {2\pi }{T}}}, где

ω{\displaystyle \omega } — угловая (круговая) частота синусоидального тока;

f{\displaystyle f} — частота синусоидального тока;

T{\displaystyle T} — период синусоидального тока;

2π{\displaystyle 2\pi } — центральный угол окружности, выраженный в радианах.

Исходя из формулы ω=2πf=2πT{\displaystyle \omega =2\pi f={\frac {2\pi }{T}}}, можно определить размерность угловой (круговой) частоты:

[ω]=[2πT]=[1sec]{\displaystyle \left[\omega \right]=\left[{2\pi \over T}\right]=\left[{1 \over sec}\right]}, где

sec{\displaystyle sec} — время в секундах,

2π{\displaystyle 2\pi } — угол в радианах, является безразмерной величиной.

Фаза ωt{\displaystyle \omega t} синусоидального тока измеряется радианами.

1 радиан = 57,29° = 57°17′, угол 90° = π2{\displaystyle \pi \over 2} радиан, угол 180° = π{\displaystyle \pi } радиан, угол 270° = 3π2{\displaystyle 3\pi \over 2} радиан, угол 360° = 2π{\displaystyle 2\pi } радиан,
где π=3,14{\displaystyle \pi =3,14} радиан; π{\displaystyle \pi } — число «Пи», ° — угловой градус и ′ — угловая минута.

---

Формула i=Imsin⁡ωt{\displaystyle i=I_{m}\sin \omega t} описывает случай, когда наблюдение за изменением переменного синусоидального тока начинается с момента времени t=0{\displaystyle t=0}. Если начальный момент времени не равен нулю, тогда формула для определения мгновенного значения переменного синусоидального тока принимает следующий вид:

i=Imsin⁡(ωt+ψ){\displaystyle i=I_{m}\sin(\omega t+\psi )}, где

(ωt+ψ){\displaystyle (\omega t+\psi )} — фаза переменного синусоидального тока;

ψ{\displaystyle \psi } — угол, называемый начальной фазой переменного синусоидального тока.

Если в формуле i=Imsin⁡(ωt+ψ){\displaystyle i=I_{m}\sin(\omega t+\psi )} принять t=0{\displaystyle t=0}, то будем иметь

ωt=0{\displaystyle \omega t=0}, ωt+ψ=ψ{\displaystyle \omega t+\psi =\psi } и it=0=Imsin⁡ψ{\displaystyle i_{t=0}=I_{m}\sin \psi }.

Начальная фаза — это фаза синусоидального тока в момент времени t=0{\displaystyle t=0}.

Начальная фаза переменного синусоидального тока может быть положительной (ψ>0){\displaystyle (\psi >0)} или отрицательной (ψ<0){\displaystyle (\psi <0)} величиной. При ψ>0{\displaystyle \psi >0} мгновенное значение синусоидального тока в момент времени t=0{\displaystyle t=0} положительно, при ψ<0{\displaystyle \psi <0} — отрицательно.

Если начальная фаза ψ=π2{\displaystyle \psi ={\frac {\pi }{2}}}, то ток определяется по формуле i=Imsin⁡(ωt+π2){\displaystyle i=I_{m}\sin(\omega t+{\frac {\pi }{2}})}. Мгновенное значение его в момент времени t=0{\displaystyle t=0} равно

it=0=Imsin⁡π2=Im{\displaystyle i_{t=0}=I_{m}\sin {\frac {\pi }{2}}=I_{m}}, то есть равно положительной амплитуде тока.

Если начальная фаза ψ=−π2{\displaystyle \psi =-{\frac {\pi }{2}}}, то ток определяется по формуле i=Imsin⁡(ωt−π2){\displaystyle i=I_{m}\sin(\omega t-{\frac {\pi }{2}})}. Мгновенное значение его в момент времени t=0{\displaystyle t=0} равно

it=0=Imsin⁡(−π2)=−Im{\displaystyle i_{t=0}=I_{m}\sin(-{\frac {\pi }{2}})=-I_{m}}, то есть равно отрицательной амплитуде тока.

Два синусоидальных тока совпадают по фазе друг с другом

Синусоидальные токи сдвинуты по фазе на угол π2{\displaystyle {\frac {\pi }{2}}}

Два переменных синусоидальных тока совпадают по фазе, если они имеют одинаковые фазы и, следовательно, одновременно достигают своих нулевых и максимальных значений одинакового знака.

На левой иллюстрации представлены развёрнутые диаграммы токов i1{\displaystyle i_{1}} и i2{\displaystyle i_{2}}. Токи i1=I1msin⁡ωt{\displaystyle i_{1}=I_{1m}\sin \omega t} и i2=I2msin⁡ωt{\displaystyle i_{2}=I_{2m}\sin \omega t} совпадают по фазе.

Два переменных синусоидальных тока сдвинуты по фазе относительно друг друга, если они имеют различные фазы.

На правой иллюстрации токи i1=I1msin⁡(ωt+π2){\displaystyle i_{1}=I_{1m}\sin(\omega t+{\frac {\pi }{2}})} и i2=I2msin⁡ωt{\displaystyle i_{2}=I_{2m}\sin {\omega t}} сдвинуты по фазе на угол π2{\displaystyle {\frac {\pi }{2}}}, так как

(ωt+π2)−ωt=π2{\displaystyle (\omega t+{\frac {\pi }{2}})-{\omega t}={\frac {\pi }{2}}}.

Ток i1{\displaystyle i_{1}} опережает по фазе ток i2{\displaystyle i_{2}} на угол π2{\displaystyle {\frac {\pi }{2}}}, или, иначе, ток i2{\displaystyle i_{2}} отстаёт по фазе относительно тока i1{\displaystyle i_{1}} на угол π2{\displaystyle {\frac {\pi }{2}}}.

Трёхфазный ток[править | править код]

Герц (единица измерения) — это… Что такое Герц (единица измерения)?

У этого термина существуют и другие значения, см. Герц.

Герц (русское обозначение: Гц, международное обозначение: Hz) — единица измерения частоты периодических процессов (например, колебаний) в Международной системе единиц (СИ). Герц — производная единица.

1 Гц означает одно исполнение (реализацию) такого процесса за одну секунду, другими словами — одно колебание в секунду: 1 Гц = с^-1.

10 Гц — десять исполнений такого процесса, или десять колебаний за одну секунду.

История

Назван в честь немецкого учёного-физика XIX века Генриха Герца, который внёс важный вклад в развитие электродинамики. Название было учреждено Международной электротехнической комиссией в 1930 году. В 1960 году на генеральной конференции по мерам и весам это название было принято взамен ранее существовавшего термина (число циклов в секунду).

Кратные и дольные единицы

Десятичные кратные и дольные единицы образуют с помощью стандартных приставок СИ.

Кратные				Дольные
величина	название	обозначение		величина	название	обозначение
101 Гц	декагерц	даГц	daHz	10−1 Гц	децигерц	дГц	dHz
102 Гц	гектогерц	гГц	hHz	10−2 Гц	сантигерц	сГц	cHz
103 Гц	килогерц	кГц	kHz	10−3 Гц	миллигерц	мГц	mHz
106 Гц	мегагерц	МГц	MHz	10−6 Гц	микрогерц	мкГц	µHz
109 Гц	гигагерц	ГГц	GHz	10−9 Гц	наногерц	нГц	nHz
1012 Гц	терагерц	ТГц	THz	10−12 Гц	пикогерц	пГц	pHz
1015 Гц	петагерц	ПГц	PHz	10−15 Гц	фемтогерц	фГц	fHz
1018 Гц	эксагерц	ЭГц	EHz	10−18 Гц	аттогерц	аГц	aHz
1021 Гц	зеттагерц	ЗГц	ZHz	10−21 Гц	зептогерц	зГц	zHz
1024 Гц	йоттагерц	ИГц	YHz	10−24 Гц	йоктогерц	иГц	yHz
применять не рекомендуется      не применяются или редко применяются на практике

Примеры

• Усреднённое значение частот, воспринимаемых человеческим ухом, лежит в диапазоне от 20 Гц до 20 кГц.
• Сердце в спокойном состоянии бьётся с частотой приблизительно 1 Гц (Примечательно, что Herz в переводе с немецкого означает «сердце». Однако, фамилия великого физика пишется Hertz).

Оборот в минуту — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 23 декабря 2013; проверки требуют 19 правок. Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 23 декабря 2013; проверки требуют 19 правок. Тахометр автомобиля (количество оборотов коленвала двигателя за минуту)

Оборо́т в мину́ту (обозначение об/мин, 1/мин, мин⁻¹, также часто используется английское обозначение rpm [revolutions per minute]) — единица измерения частоты вращения: количество полных оборотов, совершенных вокруг фиксированной оси. Используется для измерения скорости вращения механических компонентов.

Также используется единица оборот в секунду (символ об/с или с⁻¹). Обороты в минуту конвертируются в обороты в секунду делением на 60. Обратное преобразование: обороты в секунду умножаются на 60 для перевода в обороты в минуту.

1 об/мин = 1/мин = 1/(60с) = 1/60 об/с ≈ 0,01667 об/с

Ещё одна физическая величина связана с данным понятием: угловая скорость; в системе СИ она измеряется в радианах в секунду (символ рад·с⁻¹ или рад/с):

1 об/мин = 2π рад·мин⁻¹ = 2π/60 рад·с⁻¹ = 0,1047 рад·с⁻¹ ≈ 1/10 рад·с⁻¹

• На граммофонных пластинках скорость вращения указывается в оборотах в минуту (об. в мин., об/мин). Стандартные скорости вращения 16+²⁄₃, 33+¹⁄₃, 45 или 78 об/мин (⁵⁄₁₈, ⁵⁄₉, ³⁄₄, или 1,3 об/с соответственно).
• Современные стоматологические бормашины имеют скорость вращения до 800 000 об/мин (13 300 об/с).
• Секундная стрелка часов вращается с частотой 1 об/мин.
• Проигрыватели компакт-дисков производят чтение со скоростью 150 кБ/с и, следовательно, при скорости вращения диска у внутреннего края примерно 500 об / мин (8 об/с) и 200 об / мин (3,5 об/с) на внешней границе. Приводы компакт дисков имеют скорость вращения, кратную этим цифрам, даже если используется переменная скорость чтения.
• DVD-проигрыватели обычно также читают диски с постоянной линейной скоростью. Скорость вращения изменяется от 1 530 об/мин (25,5 об/с), при чтении у внутреннего края, и 630 об/мин (10,5 об/с) на внешней стороне диска.^[1] DVD-приводы также работают на скорости, кратной вышеназванным цифрам.
• Барабан стиральной машины может вращаться со скоростью от 500 до 2000 об/мин (8–33 об/с) во время отжима.
• Турбина генератора ТЭС вращается со скоростью 3000 об/мин (50 об/с) или 3600 об/мин (60 об/с), в зависимости от страны (см. Переменный ток#Стандарты частоты). Вал генератора гидроэлектростанции может вращается медленнее: до 2 об/с (при этом частота сети 50 Гц получается за счет наличия большего количества полюсов катушек статора).
• Двигатель легкового автомобиля работает, как правило, на скорости 2500 об/мин (41 об/с), обороты холостого хода около 1000 об/мин (16 об/с), а максимальные обороты 6000—10 000 об/мин (100—166 об/с).
• Воздушный винт самолёта обычно вращается со скоростью между 2000 и 3000 об/мин (30-50 об/с).
• Компьютерный жесткий диск с интерфейсами ATA или SATA вращается со скоростью 5400 или 7200 об/мин (90 или 120 об/с), за редким исключением 10 000 об/мин, а серверные жёсткие диски диски с интерфейсами SCSI и SAS используют скорость 10 000 или 15 000 об/мин (160 или 250 об/с).
• Двигатель болида формулы один может развить 18 000 об/мин (300 об/с) (по регламенту сезона 2009).
• Центрифуга по обогащению урана вращается со скоростью 90 000 об/мин (1500 об/с) или быстрее.^[2].
• Газотурбинный двигатель вращается со скоростью десятки тысяч оборотов в минуту. Турбины для моделей самолетов могут разгоняться до 100 000 об/мин (1700 об/с), а самые быстрые и до 165 000 об/мин (2750 об/с)^[3].
• Типичный 80-мм компьютерный вентилятор вращается со скоростью 800—3000 об/мин и питается от 12 В постоянного тока.
• Турбокомпрессор может достигнуть скорости вращения 290 000 об/мин (4800 об/с), при том, что 80 000—200 000 об/мин (1000—3000 об/с) используются при спокойной езде.
• Скорость вращения космической станции, типа Стэнфордский тор, для достижения гравитации в 1g и комфортной для человека, должна составлять 2 оборота в минуту или менее, для минимизации эффекта укачивания (см. Сила Кориолиса).

Радиоволны — Википедия

Анимированная схема излучения радиоволн

Радиово́лны — электромагнитные волны с частотами до 3 ТГц, распространяющиеся в пространстве без искусственного волновода^[1][2]. Радиоволны в электромагнитном спектре располагаются от крайне низких частот вплоть до инфракрасного диапазона. С учётом классификации Международным союзом электросвязи^[3][4] радиоволн по диапазонам, к радиоволнам относят электромагнитные волны с частотами от 0,03 Гц до 3 ТГц, что соответствует длине волны от 10 млн. километров до 0,1 миллиметра.

В широком смысле радиоволнами являются всевозможные волновые процессы электромагнитного поля в аппаратуре (например, в волноводных устройствах, в интегральных схемах СВЧ и др.), в линиях передачи и, наконец, в природных условиях, в среде, разделяющей передающую и приёмную антенны^[5].

Радиоволны, являясь электромагнитными волнами, распространяются в свободном пространстве со скоростью света. Естественными источниками радиоволн являются вспышки молний и астрономические объекты. Искусственно созданные радиоволны используются для стационарной и подвижной радиосвязи, радиовещания, радиолокации, радионавигации, спутниковой связи, организации беспроводных компьютерных сетей и в других бесчисленных приложениях.

В зависимости от значения частоты (длины волны) радиоволны относят к тому или иному диапазону радиочастот (диапазону длин волн). Можно также вести классификацию радиоволн по способу распространения в свободном пространстве и вокруг земного шара^[6].

Диапазоны радиочастот и длин радиоволн[править | править код]

Радиочастоты — частоты или полосы частот в диапазоне от 3 Гц до 3000 ГГц, которым присвоены условные наименования. Этот диапазон соответствует частоте переменного тока электрических сигналов для вырабатывания и обнаружения радиоволн. Так как большая часть диапазона лежит за границами волн, которые могут быть получены при механическом колебании, радиочастоты обычно относятся к электромагнитным колебаниям.

Закон РФ «О связи» устанавливает следующие понятия, относящиеся к радиочастотам:

• радиочастотный спектр — совокупность радиочастот в установленных Международным союзом электросвязи пределах, которые могут быть использованы для функционирования радиоэлектронных средств или высокочастотных устройств;
• радиочастота — частота электромагнитных колебаний, устанавливаемая для обозначения единичной составляющей радиочастотного спектра;
• распределение полос радиочастот — определение предназначения полос радиочастот посредством записей в Таблице распределения полос радиочастот между радиослужбами Российской Федерации, на основании которых выдаётся разрешение на использование конкретной полосы радиочастот, а также устанавливаются условия такого использования.

Использование диапазонов по радиослужбам регламентируется Регламентом радиосвязи Российской Федерации и международными соглашениями.

По регламенту международного союза электросвязи радиоволны разделены на диапазоны от 0.3*10^N Гц до 3*10^N Гц, где N — номер диапазона. Российский ГОСТ 24375—80 почти полностью повторяет эту классификацию.

Обозн-е МСЭ	Длины волн	Название волн	Диапазон частот	Название частот	Энергия фотона, эВ, E=hν{\displaystyle E=h\nu }	Применение
ELF	100 Мм — 10 Мм	Декамегаметровые	3—30 Гц	Крайне низкие (КНЧ)	12,4 фэВ — 124 фэВ	Связь с подводными лодками, геофизические исследования
SLF	10 Мм — 1 Мм	Мегаметровые	30—300 Гц	Сверхнизкие (СНЧ)	124 фэВ — 1,24 пэВ	Связь с подводными лодками, геофизические исследования
ULF	1000 км — 100 км	Гектокилометровые	300—3000 Гц	Инфранизкие (ИНЧ)	1,24 пэВ — 12,4 пэВ	Связь с подводными лодками
VLF	100 км — 10 км	Мириаметровые	3—30 кГц	Очень низкие (ОНЧ)	12,4 пэВ — 124 пэВ	Служба точного времени, радиосвязь с подводными лодками
LF	10 км — 1 км	Километровые	30—300 кГц	Низкие (НЧ)	124 пэВ — 1,24 нэВ	Радиовещание, радиосвязь земной волной, навигация
MF	1000 м — 100 м	Гектометровые	300—3000 кГц	Средние (СЧ)	1,24 нэВ — 12,4 нэВ	Радиовещание и радиосвязь земной волной и ионосферная
HF	100 м — 10 м	Декаметровые	3—30 МГц	Высокие (ВЧ)	12,4 нэВ — 124 нэВ	Радиовещание и радиосвязь ионосферная, загоризонтная радиолокация, рации
VHF	10 м — 1 м	Метровые волны	30—300 МГц	Очень высокие (ОВЧ)	124 нэВ — 1,24 мкэВ	Телевидение, радиовещание, радиосвязь тропосферная и прямой волной, рации
UHF	1000 мм — 100 мм	Дециметровые	300—3000 МГц	Ультравысокие (УВЧ)	1,24 мкэВ — 12,4 мкэВ	Телевидение, радиосвязь тропосферная и прямой волной, мобильные телефоны, рации, УВЧ-терапия, микроволновые печи, спутниковая навигация.
SHF	100 мм — 10 мм	Сантиметровые	3—30 ГГц	Сверхвысокие (СВЧ)	12,4 мкэВ — 124 мкэВ	Радиолокация, интернет, спутниковое телевещание, спутниковая- и радиосвязь прямой волной, беспроводные компьютерные сети.
EHF	10 мм — 1 мм	Миллиметровые	30—300 ГГц	Крайне высокие (КВЧ)	124 мкэВ — 1,24 мэВ	Радиоастрономия, высокоскоростная радиорелейная связь, радиолокация (метеорологическая, управление вооружением), медицина, спутниковая радиосвязь.
THF	1 мм — 0,1 мм	Децимиллиметровые	300—3000 ГГц	Гипервысокие частоты, длинноволновая область инфракрасного излучения	1,24 мэВ — 12,4 мэВ	Экспериментальная «терагерцовая камера», регистрирующая изображение в длинноволновом ИК (которое излучается теплокровными организмами, но, в отличие от более коротковолнового ИК, не задерживается диэлектрическими материалами).

Классификация ГОСТ 24375—80 не получила широкого распространения и в ряде случаев вступает в противоречие с национальными стандартами (ГОСТ) в области радиоэлектроники. Традиционные обозначения радиочастотных диапазонов на Западе сложились в ходе Второй мировой войны. В настоящее время они закреплены в США стандартом IEEE, а также международным стандартом ITU.

На практике^[7] под низкочастотным диапазоном часто подразумевают диапазон звуковых частот, под высокочастотным — весь радиодиапазон, от 30 кГц и выше, в том числе, диапазон ВЧ. В отечественной литературе диапазоном СВЧ в широком смысле иногда называют диапазоны УВЧ, СВЧ и КВЧ (от 0.3 до 300 ГГц), на Западе этому соответствует широко распространённый термин микроволны.

Также в отечественной учебной и научной литературе сложилась классификация диапазонов, согласно которой мириаметровые волны называют сверхдлинными волнами (СДВ), километровые — длинными волнами (ДВ), гектометровые — средними волнами (СВ), декаметровые — короткими волнами (КВ), а все остальные, с длинами волн короче 10 м, относят к ультракоротким волнам (УКВ)^[8].

Классификация по способу распространения[править | править код]

Прямые волны — радиоволны, распространяющиеся в свободном пространстве от одного предмета к другому, например от одного космического аппарата к другому, в некоторых случаях, от земной станции к космическому аппарату и между атмосферными аппаратами или станциями. Для этих волн влиянием атмосферы, посторонних предметов и Земли можно пренебречь.

Земные или поверхностные — радиоволны, распространяющиеся вдоль сферической поверхности Земли и частично огибающие её вследствие явления дифракции. Способность волны огибать встречаемые препятствия и дифрагировать вокруг них, как известно, определяется соотношением между длиной волны и размерами препятствий. Чем короче длина волны, тем слабее проявляется дифракция. По этой причине волны диапазонов УВЧ и выше очень слабо дифрагируют вокруг поверхности земного шара и дальность их распространения в первом приближении определяется расстоянием прямой видимости (прямые волны).

Тропосферные — радиоволны диапазонов ОВЧ и УВЧ, распространяющиеся за счёт рассеяния на неоднородностях тропосферы на расстояние до 1000 км.

Ионосферные или пространственные — радиоволны длиннее 10 м, распространяющиеся вокруг земного шара на сколь угодно большие расстояния за счёт однократного или многократного отражения от ионосферы и поверхности Земли.

Направляемые — радиоволны, распространяющиеся в направляющих системах (радиоволноводах).

Примеры выделенных радиодиапазонов[править | править код]

Название	Полоса частот	Длины волн	Энергия фотона, эВ, E=hν{\displaystyle E=h\nu }
Диапазон средних волн (MW)	530—1610 кГц	565,65—186,21 м	2,19—6,66 нэВ
Диапазон коротких волн	5,9—26,1 МГц	50,8—11,49 м	24,4—107,9 нэВ
Гражданский диапазон	26,965—27,405 МГц	11,118—10,940 м	111,5—113,3 нэВ
Телевизионные каналы: с 1 по 5	48—100 МГц	6,25—3,00 м	198,5—413,6 нэВ
Кабельное телевидение	100—174 МГц
Телевизионные каналы: с 6 по 12	174—230 МГц	1,72—1,30 м	719,6—951,2 нэВ
Кабельное телевидение	230—470 МГц
Телевизионные каналы: с 21 по 39	470—622 МГц	6,38—4,82 дм	1,94—2,57 мкэВ
Диапазон ультракоротких волн (UKW)	62—108 МГц (кроме 76—90 МГц в Японии)	1 м	256,42—446,65 нэВ (кроме 314,31—372,21 нэВ)
ISM-диапазон	2—4 ГГц	15—7,5 см
Диапазоны военных частот	29.50—31.75 МГц
Диапазоны частот гражданской авиации	108—136 МГц
Морские и речные диапазоны

Диапазоны радиочастот в гражданской радиосвязи[править | править код]

В России для гражданской радиосвязи выделены три диапазона частот:

Название	Полоса частот	Описание
«11-метровый», Си-Би, Citizens’ Band — гражданский диапазон	27 МГц	С разрешённой выходной мощностью передатчика до 10 Вт
«70 см», LPD, Low Power Device — маломощные устройства	433 МГц	Выделено 69 каналов для носимых радиостанций с выходной мощностью не более 0,01 Вт
PMR, Personal Mobile Radio — персональные рации	446 МГц	Выделено 8 каналов для носимых радиостанций с выходной мощностью не более 0,5 Вт

Некоторые диапазоны гражданской авиации[править | править код]

Полоса частот	Описание
2182 кГц	Аварийная частота, используется только для передачи сигналов SOS (MAYDAY)
74,8—75,2 МГц	Маркерные радиомаяки
108—117,975 МГц	Радиосистемы навигации и посадки.
118—135,975 МГц	УКВ-радиосвязь (командная связь).
121,5 МГц	Аварийная частота, используется только для передачи сигналов SOS (MAYDAY)
328,6—335,4 МГц	Радиосистемы посадки (глиссадный канал)
960—1215 МГц	Радионавигационные системы

Некоторые диапазоны РЛС[править | править код]

Полоса частот	Длины волн	Описание
3—30 МГц	HF, 100—10 м	Радары береговой охраны, «загоризонтные» РЛС
50—330 МГц	VHF, 6—0,9 м	Обнаружение на больших дальностях, исследования земли
1—2 ГГц	L, 30—15 см	Наблюдение и контроль за воздушным движением
2—4 ГГц	S, 15—7,5 см	Управление воздушным движением, метеорология, морские радары
12—18 ГГц	Ku, 2,5—1,67 см	Картографирование высокого разрешения, спутниковая альтиметрия
27—40 ГГц	Ka, 1,11—0,75 см	Картографирование, управление воздушным движением на коротких дистанциях, специальные радары, управляющие дорожными фотокамерами

1. ↑ Регламент радиосвязи. Статьи. — Швейцария, Женева: МСЭ, 2012. Статья 1.5.
2. ↑ ГОСТ 24375—80 Радиосвязь. Термины и определения
3. ↑ Рекомендация ITU-R V.431-7. Номенклатура диапазонов частот и длин волн, используемых в электросвязи
4. ↑ Геннадиева Е. Г., Дождиков В. Г., Кульба А. В. и др. Краткий энциклопедический словарь по радиоэлектронике и радиопромышленности / Под ред. В. Н. Саблина. М.: Диво, 2006. С. 276.
5. ↑ В. В. Никольский, Т. И. Никольская. Электродинамика и распространение радиоволн. М.: Наука, 1989. С. 467.
6. ↑ М. П. Долуханов. Распространение радиоволн. М.: Сов. радио, 1972.
7. ↑ Е. Г. Геннадиева, В. Г. Дождиков, А. В. Кульба, Ю. С. Лифанов, В. Н. Саблин, М. И. Салтан; под ред. В. Н. Саблина. Краткий энциклопедический словарь по радиоэлектронике и радиопромышленности. — Москва: Диво, 2006. — С. 276. — 286 с. — ISBN 5-87012-028-4 (В пер.).
8. ↑ Кубанов В. П. Влияние окружающей среды на распространение радиоволн. — Самара: ПГУТИ, 2013. — 92 с.

• Справочник по радиоэлектронным системам. Под ред. Б. Х. Кривицкого. В 2-х тт. — М.: Энергия, 1979.
• Закон РФ «О связи».
• Международный Регламент радиосвязи.