電気におけるヘルツとは?

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著者: Monica Porter
作成日: 15 行進 2021
更新日: 18 11月 2024
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電気でのヘルツという用語を聞くだけでなく、電磁波の伝達について議論するとき、その中で光と電波が例になります。これらすべての現象に共通する要因は、それらが何らかのタイプの振動を伴うことであり、ヘルツ単位はこれらの振動の周波数の測定に使用されます。簡単な意味があります。 1ヘルツは、1秒あたり1サイクルです。通常、省略形(Hz)で記述されます。したがって、科学者は毎秒100サイクルを書き込む代わりに、100 Hzを書き込みます。

世界中の家に電力を供給する電気は、AC –交流–電気として知られています。一対の端子間を直接流れるのではなく、AC電流が振動し、1秒あたりのサイクル数はヘルツとして表されます。発電される電気の周波数はすべての国で同じではありませんが、北米全体で均一な60 Hzです。一般に、電磁エネルギーは振動波形で構成され、振動の周波数(Hzで表される)が放射の特性を決定します。

ヘルツユニットの起源

ヘルツは、電磁放射の存在を実証したと信じられているドイツの物理学者、ハインリッヒ・ヘルツ(1857〜1894)にちなんで名付けられました。彼の発見は、ジェームズ・クラーク・マックスウェルによって確立された理論を確認し、光と熱が電磁現象であることを確立した4つの有名な方程式で説明しました。

また、Hertzは光電効果の存在を確認した最初の研究者であり、電波を検出した最初の研究者でもありました。実用的な人間ではないので、ハーツはこれらの成果が世界に役立つとは考えていませんでしたが、実際、現代のワイヤレス時代の基礎を築きました。すべての彼の業績について、科学界は周波数の単位を彼にちなんで命名することにより、1930年にヘルツを称えました。

発電された電気はなぜ循環するのですか?

世界中の発電所は、電磁誘導によって電気を生成します。電磁誘導は、物理学者のマイケルファラデーによって発見され、19世紀を通じて物理学者によって研究された現象です。この現象の基本は、変化する磁場が導体に電流を誘導することです。発電所では、蒸気を使用して強力な磁場の中で大きな導電コイルを回転させることにより、この原理を利用しています。コイルが回転するため、生成される電気は、コイルが回転するたびに極性が変わります。これは交流として知られており、Hz単位で測定される極性シフトの周波数は、タービンの回転速度に依存します。

北米標準の60 Hzは、ナイアガラの滝で最初の発電所を設計したニコラテスラに遡ります。 Teslaは、60 Hzが電力線に沿ったエネルギー分布の最も効率的な周波数であることを発見しました。 AC電流の標準周波数が50 Hzであるヨーロッパおよびアジアの一部では、電力伝送の効率が15〜20%低下します。

電磁放射のヘルツ単位

どんなタイプの波動現象でも、周波数と波長は相反する量です。すべての電磁放射は同じ速度(光の速度)で進行するため、波長が上がると放射の周波数は下がります。量子物理学の背後にある概念を開発する際、マックスプランクはエネルギー(E)光の波束–量子–はその周波数に比例します(f)。方程式は E = hf、 どこ h プランク定数です。

最も高いエネルギーの放射は、最も高い周波数の放射であり、しばしばメガヘルツ(106 Hz)、ギガヘルツ(109 Hz)ペタヘルツ(1015 Hz)。ペタヘルツ範囲の周波数の放射は、ブラックホールとクエーサーのコアに存在する可能性がありますが、人間の日常の地上世界には存在しません。