50Hzってどういう意味ですか？

50 ヘルツは、デバイスが 50 Hz の周波数の交流で動作するように設計されていることを意味します。 つまり、1 秒あたり 50 回、両方向でゼロから最大電圧まで変化します。 実際のところ、ヨーロッパで採用されている 50 Hz の工業用交流周波数は世界共通ではなく、世界の他の地域では工業用交流周波数が異なります。 たとえば、米国では 60 Hz です。 また、周波数が異なる場合、同期AC電気モーターの回転速度は交流の周波数に直接依存するため、電気モーターが搭載されているデバイスが焼損する可能性があります。 また、デバイスに変圧器がある場合、入力電圧はデバイスが設計されたものになりますが、内部変圧器を通過した後、電圧が減少（または増加）し、電流（nm）は正しく変換されません。違うでしょう。

ロシアでは、ネットワーク内の工業用電流の周波数は 50 Hz であるため、家庭用電化製品を購入する必要はありません。

ヘルツは測定単位です 周波数定期的なプロセス。 つまり、常に前後に変化する量がある場合 (電圧、座標、速度ベクトルの投影、溶液中の物質の濃度、集団内の個体数など)、周波数の概念を導入することは不可能です。 つまり、単位時間あたりにこのような前後の変化が何回発生するかということです。 1 秒あたり、1 分あたり、または 1 年あたりのこともありますが、物理学では通常は 1 秒と呼ばれます。 そして、1 秒間にそのような変更が 50 回行われ、その後元の値に戻るとします ( 誰でも初期値 - つまり、変数の瞬間値がどのようなものであっても、一定の間隔で正確にこの値に戻ることが保証されています)、その場合、周波数は 1 秒あたり 50 回の振動、つまり 50 ヘルツに等しくなります。

このような周波数のネットワークでは、電圧の符号が変化します。 電圧形状は正弦波に対応します。 オシロスコープを電源コンセントに接続すると、振幅約 310 ボルトの正弦波が画面上に描画されます (はい、はい! 振幅は 220 ではありません...)。また、画面分割値が 1 の場合、次に、各セルには、この正弦波が 50 周期存在します。

一部の機器にこのように書かれているのは、測定システムの種類によっては、測定値の精度が周波数に依存する可能性があるためです。 依存していないかもしれないが、依存しているかもしれない。 また、50 Hz という指定 (または、このユニットの国際指定では 50 Hz) は、このネットワーク周波数でデバイスの認定精度が保証されていることを意味します。

電気製品の名称にある 50Hz という数字は、その動作には周波数 50Hz の交流主電圧を使用する必要があることを意味します。 交流は、正弦波の法則に従って大きさと方向が変化する周期的なプロセスです。 周期的なプロセスの場合、主な特徴はプロセスの頻度です。 周波数は単位時間あたりの振動数を決定します。 周波数のシステム単位は 1 ヘルツ、つまり 1 秒あたり 1 回の振動です。 したがって、50 Hz の値は、1 秒間に電流の方向と大きさが 50 回変化することを意味します。 このネットワーク電圧標準は、我が国および他の多くの国で採用されています。 60Hz と 400Hz のネットワークがあります。

家庭用の電気ネットワークは交流を使用します。 交流とは、極性が周期的に変化する電流のことです。 50 ヘルツまたは 60 ヘルツの周波数は、電流の極性が 1 秒間に対応する回数変化することを示します。 この周波数は偶然に選ばれたものではなく、今日世界の統一規格となっています。 この周波数では、ワイヤ抵抗による損失が最適になります。 すべての機器は、この周波数の交流で電力を供給されるように設計されています。 周波数が突然変化すると、機器は動作を停止し、電気モーターが焼き切れてしまいます。 以前は 220 ボルトの電圧も重要でしたが、現在ではすべてがより大きな電圧範囲に合わせて設計されています。 ただし、周波数は 50 ～ 60 ヘルツを超えてはなりません。

これが周波数です。 1 Hz - 1 秒あたり 1 回。 50 Hz - 1 秒あたり 50 回、これはロシアのソケットで交流の方向が変わる周波数です。 米国にはさまざまな規格があり、ネットワーク周波数は 60 Hz です。 良くも悪くもありません、ただ違うだけです。

そして50Hzは低音の低音です。 ラップトップのスピーカーや安物のヘッドフォンでは聞こえません。

これが周波数です。 音響周波数) 振動系の周波数。

これは、これらのデバイスを 50 ヘルツの周波数電圧のコンセントに接続する必要があることを意味します。 一般に、標準的なアパートのコンセントに接続します。 50 ヘルツは、コンセント内の交流電流が変化する周波数です。

これは、この機器が 1 秒間に 50,000 回変動する電力を処理できるように設計されていることを意味します。

それでは、50 ヘルツで 1 秒間に 2 本のワイヤのうちの 1 つに + が何回表示されるでしょうか? 50回か25回？

韓国製の家庭用電化製品やその他の外国製の電化製品は、多くの場合、60 Hz の交流周波数の電気ネットワークで動作するように設計されています。 当然のことながら、そのようなデバイスの所有者は、電源周波数が50 Hzのロシアや他の国でも使用できるかという当然の疑問を抱きます。 答えは九九と同じくらい簡単です。「できる」のです。 ただし、機器が220〜230ボルトの電圧のネットワークから電力を供給されるように設計されていることを考慮してください。 たとえば、韓国のジューサーの銘板に動作周波数が 60 Hz、電圧が 220 ～ 230 V と記載されている場合、デバイスは適切に動作します。

彼らは一体どこから来たのでしょうか？

19 世紀末から 20 世紀初頭にかけて、世界は電化され始めました。 アメリカではエジソンとウェスチングハウスがその起源であり、ヨーロッパでは主にドイツのシーメンス社の技術者によって電力に「慣れ」ていました。 標準周波数 50 および 60 Hz は、通常、40 ～ 60 Hz の範囲から比較的ランダムに選択されました。 範囲制限は偶然に選択されたわけではありません。40 ヘルツ未満の周波数では、当時の人工照明の主な電源であったアークランプは動作できず、60 ヘルツを超える周波数では、ニコラによって設計された非同期電気モーターが動作できませんでした。当時最も一般的だったテスラは機能しませんでした。

ヨーロッパでは 50 Hz の標準が選択されましたが (「黄金の平均」!)、アメリカでは 60 Hz の標準が採用されました。アークランプはこの周波数でより安定して動作しました。 1世紀以上が経過し、アークランプは希少なものになりましたが、規格は残っており、この10 Hzの違いは電気機器の性能に実質的に影響を与えません。 電力網の電圧ははるかに重要です。多くの国では、電圧はロシアの約半分です。 そして周波数は…例えば日本では、都道府県の3分の1では60Hzが標準で、残りの3分の2では50Hzが標準となっています。

できる？ できる！

家庭用電化製品の性能は電源ネットワークの周波数に依存しないと言っても過言ではありません。 一般的な物理学、特に電気工学の観点からすると、これは非常に明白です。50 Hz のネットワークに接続された 60 Hz AC 電気モーターのシャフトの回転速度は、わずか数パーセントしか低下しません。 電気モーター自体の出力はわずかに低下します。 言い換えれば、これは穏やかなモードで動作します。たとえば、コールドプレスオーガージューサーと同じように、これは良い方向にのみ機能します。

DC モーターを備えたデバイスでは、電源ネットワークの周波数はまったく役割を果たしません。電源に取り付けられた整流ダイオードは、あらゆる形状および「ヘルツ」の電圧に対応します。 供給ネットワークの周波数の変化によって生じる整流電圧の差は、ごくわずかです。 さらに、整流された電圧は通常、デバイスの電子的な「充填」によって安定します。

上記のすべては、内蔵または外部スイッチング電源を備えた家庭用電化製品にまったく当てはまります。 電源に従来の降圧トランスが含まれている場合、状況はさらに単純になります。その出力特性は、一次巻線の電圧周波数の変化の結果としてわずかに変化します。 別のタイプのデバイス（加熱）の性能は、供給電気ネットワークの周波数にはまったく依存しません。このようなデバイスの場合、主電源電圧の値がはるかに重要です。

できる！ ただ…慎重に！

60 Hz の主電源から電力を供給するように設計された家電製品は、50 Hz の主電源に安全に接続できます。 ちなみに、これはあまり知られていない事実によって裏付けられています。掃除機、ヘアドライヤー、ミキサー、コールドプレスジューサーなど、電気モーターを備えたかなり古い機器を開いて、その機器に書かれていることを注意深く読んでみてください。モーターの銘板を見ると、「供給周波数... 50 ～ 60 Hz」と表示されます。 60 Hz の周波数は、韓国、米国、日本、およびその他の国の技術で使用されています。 したがって、たとえば、韓国からジューサーを注文した場合、その動作周波数が当社のネットワークと異なっていても、デバイスを接続できることがわかります。

公平を期すために、国内の送電網に含めない方がよい種類の電気機器がまだ存在することに注意する必要があります。これは、単相非同期モーターを使用する電気機器です。 そして、ここで重要なのは、そのような電気モーターの回転速度が供給ネットワークの周波数ではなく、シャフトにかかる負荷に依存するということでさえありません。重要なのは、その動作原理により、非同期電気モーターは起動時のネットワークの周波数に非常に敏感です。 60 Hz 用に設計された「非同期」デバイスは、50 Hz では起動しません。ちなみに、韓国の同じジューサーの特性は同じ 60 Hz かもしれませんが、エンジンの種類が異なる場合は、デバイスの電源が入らないという事実に備えてください。 韓国、日本、米国の機器にも同じことが当てはまります。

韓国、日本、台湾、米国、その他多くの国の機器を選択する際に必ず注意を払う必要があるのは、電源電圧の要件です。 機器を生産する多くの国 (韓国、日本など) では、電気ネットワークの動作電圧は 110 V であり、我が国のような 220 V ではありません。 アダプター変圧器なしで 110 V 用に設計されたデバイスの電源を入れることができるのは、最初と最後の 1 回だけです。最良の場合、デバイスは「燃え尽き」、最悪の場合、手の中で爆発します。 ！ したがって、ジューサーが韓国または他の国製で、動作電圧が 110V である場合、そのようなデバイスは当社のネットワークには適していません。 コールドプレスジューサーを選択するときは、デバイスの動作電圧に注意してください - 220Vである必要があります。

時間 モスクワ時間	周波数 Hz
01-09-2019 00:00	50.03
01-09-2019 01:00	50.00
01-09-2019 02:00	49.97
01-09-2019 03:00	49.97
01-09-2019 04:00	49.99
01-09-2019 05:00	50.01
01-09-2019 06:00	50.02
01-09-2019 07:00	49.99
01-09-2019 08:00	50.00
01-09-2019 09:00	50.02
01-09-2019 10:00	50.01
01-09-2019 11:00	50.01
01-09-2019 12:00	50.02
01-09-2019 13:00	49.99
01-09-2019 14:00	50.03
01-09-2019 15:00	49.98

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2004 年 1 月 21 日付けのロシア連邦政府令第 24 号「国家機関による情報開示基準の承認について」に従って SO UES OJSC によって発行された、ロシアの UES の電流の周波数に関する情報。電力エネルギーの卸売および小売市場」（2009 年 4 月 21 日付けのロシア連邦政府令第 334 号および 2010 年 8 月 9 日付け第 609 号により修正）、サブセクション「価値に関する情報」に掲載「ロシアの統一エネルギーシステムの機能に関する情報の開示」セクションの「ロシアの統一エネルギーシステムにおける電流の周波数」

ロシアの統一エネルギーシステムにおける周波数について

頻度電流は電気エネルギーの品質を示す指標の 1 つであり、電力システム モードの最も重要なパラメータです。 周波数値は、電力系統内の有効電力の発電量と消費量のバランスの現在の状態を示します。 ロシアの統一エネルギーシステムの運用は、公称周波数 50 ヘルツ (Hz) で計画されています。 電力生産の継続性、産業規模でエネルギーを貯蔵できないこと、および消費量の絶え間ない変化には、電力の生産量と消費量の対応を同様に継続的に監視する必要があります。 この対応の正確さを特徴付ける指標は頻度です。

UES モードで動作している場合、主に消費の不安定性により、また (それほど頻繁ではありませんが) 発電設備、送電線、および電力システムのその他の要素がオフになるときにも、電力バランスの変動が常に発生します。 示されたパワーバランス偏差は、公称レベルからの周波数偏差につながります。

公称周波数レベルに対して電力システムの周波数レベルが増加すると、電力システムの消費量に対して生成有効電力が過剰になることを意味し、逆も同様で、周波数レベルが低下すると、消費量に対して生成有効電力が不足することを意味します。

したがって、周波数による電力システムモードの調整は、周波数が常に公称値に近い状態を保つように発電所の発電機の負荷を手動または自動で (多くの場合は両方同時に) 変更することで、計画された電力バランスを常に維持することにあります。 1つ。 発電所の発電設備の予備力が十分でない緊急事態では、需要家の負荷を制限することで許容周波数レベルを回復することができます。

ロシアの統一エネルギーシステムにおける電流の周波数の規制は、JSC SO UES STO 59012820.27.100.003-2012 の規格「ロシアの統一エネルギーシステムにおける周波数と有効電力の流れの規制」によって確立された要件に従って実行されます。ロシア。 規範と要件」（2017 年 1 月 31 日に修正）およびロシア連邦の国家標準 GOST R 55890-2013「統合エネルギー システムおよび分離運用エネルギー システム。 運用上のディスパッチ制御。 周波数と有効電力の流れの調整。 規範と要件」（以下、「基準」）。

これらの規格によれば、ロシアのUESの最初の同期ゾーンでは、20秒の時間間隔で平均した周波数値が許容範囲内である限り(50.00±0.05)Hzの範囲内に維持されることを保証する必要があります。周波数値が (50.0 ± 0.2 ) Hz 以内に収まり、周波数が 15 分以内に (50.00 ± 0.05) Hz のレベルに回復します。 周波数を維持するための高い要件は、通常の状態での UES の制御セクションの計画された容量予備と周波数偏差を調整する必要があるためです。 ロシアの UES は、制御セクションに含まれる広範なシステム間接続を特徴としており、周波数とそれに伴う電力バランスを維持するためのより厳格な基準により、これらの接続のスループットを最大限に活用することが可能になります。

電力システムの同期動作部分 (タービン、発電機、エンジンなど) のすべての回転機構には、ネットワークの定格周波数に比例した定格設計速度があります。 すべての回転機構の公称動作モードが、効率、信頼性、耐久性の点で最も効果的であることが知られています。 公称回転速度からの逸脱は、発電所や消費者の機器の動作に望ましくない影響（振動の増加、摩耗の発生など）をもたらし、機器の効率と信頼性の低下につながります。 さまざまな機器には、公称値からの最大許容周波数偏差があります。 周波数を公称値に近いレベルに維持することで、電力機器の動作効率を最大化し、電力システムの信頼性を最大限に確保します。

この「交流」という用語は、数学に導入された「可変量」の概念に従って、時間の経過とともに何らかの形で変化する電流として理解されるべきです。 しかし、「交流」という用語は電気工学の分野で使われ、（交流とは対照的に）方向が変化し、したがって大きさも変化する電流を意味します。これは、対応する大き​​さの変化なしに電流の方向の変化を想像することは物理的に不可能であるためです。 。

ワイヤ内の電子の、最初は一方向に、次にもう一方の方向に移動することを、1 つの交流振動と呼びます。 最初の振動の後に、2 番目、3 番目というように続きます。電流がワイヤの周囲で振動すると、対応する磁場の振動が発生します。

1 回の振動の時間は周期と呼ばれ、文字 T で指定されます。周期は秒または秒の端数の単位で表されます。 これらには、1000 分の 1 秒 - ミリ秒 (ms)、10 -3 秒に相当、100 万分の 1 秒 - マイクロ秒 (μs)、10 -6 秒に相当、および 10 億分の 1 秒 - ナノ秒が含まれます。 (ns)、10 -9 秒に等しい。

特徴を表す重要な量は周波数です。 これは 1 秒あたりの振動数または周期数を表し、文字 f または F で表されます。周波数の単位はヘルツで、ドイツの科学者 G. ヘルツにちなんで命名され、Hz (または Hz) と略されます。 1 秒間に 1 つの完全な振動が発生すると、周波数は 1 ヘルツに等しくなります。 1 秒間に 10 回の振動が発生すると、周波数は 10 Hz になります。 周波数と周期は逆数です。

そして

周波数 10 Hz では、周期は 0.1 秒です。 周期が 0.01 秒の場合、周波数は 100 Hz になります。

周波数は交流の最も重要な特性です。電気機械や交流機器は、設計された周波数でのみ正常に動作できます。 共通ネットワーク上の発電機とステーションの並列運転は、同じ周波数でのみ可能です。 したがって、発電所が生成する交流の周波数は、すべての国で法律によって標準化されています。

AC 電気ネットワークでは、周波数は 50 Hz です。 電流は 1 秒間に一方向に 50 回、逆方向に 50 回流れます。 1 秒あたり 100 回、振幅値に達し、100 回がゼロになります。つまり、ゼロ値を通過するときに 100 回方向が変わります。 ネットワークに接続されたランプは 1 秒間に 100 回暗くなり、同じ回数だけ明るく点滅しますが、目は視覚慣性、つまり受け取った印象を約 0.1 秒間保持する能力のおかげで、これに気づきません。

交流で計算する場合、角周波数も使用されます。これは 2pif または 6.28f に相当します。 ヘルツではなく、ラジアン/秒で表す必要があります。

受け入れられている工業用電流周波数 50 Hz では、発電機の可能な最大回転数は 50 rpm (p = 1) です。 タービン発電機はこの回転数に合わせて作られており、蒸気タービンによって駆動される発電機です。 水力タービンとそれらが駆動する水力発電機の速度は自然条件 (主に圧力) に依存し、大きく異なり、場合によっては 0.35 ～ 0.50 rpm に低下します。

回転数は、全体の寸法と重量といった機械の経済的パフォーマンスに大きな影響を与えます。 毎秒数回転する水素発電機は、n = 50 rps の同じ出力のタービン発電機よりも外径が 3 ～ 5 倍大きく、重量が何倍も重くなります。 最新の交流発電機では、磁気システムが回転し、起電力が誘導される導体は機械の固定部分に配置されます。

交流は通常、周波数で割られます。 周波数が 10,000 Hz 未満の電流は、低周波電流 (LF 電流) と呼ばれます。 これらの電流は、人間の声や楽器のさまざまな音の周波数に対応する周波数を持っているため、可聴周波数電流とも呼ばれます（可聴周波数に対応しない 20 Hz 未満の周波数の電流を除く）。 無線工学では、特に無線電話伝送において、LF 電流が広く使用されています。

ただし、無線通信における主な役割は、高周波電流または無線周波数 (HF 電流) と呼ばれる、10,000 Hz を超える周波数の交流によって演じられます。 これらの電流の周波数の測定に使用される単位は、1,000 ヘルツに相当するキロヘルツ (kHz)、100 万ヘルツに相当するメガヘルツ (MHz)、および 10 億ヘルツに相当するギガヘルツ (GHz) です。 それ以外の場合、キロヘルツ、メガヘルツ、ギガヘルツは kHz、MHz、GHz で表されます。 数百メガヘルツ以上の周波数の電流は、超短波電流または超高周波電流 (マイクロ波および UHF) と呼ばれます。

ラジオ局は、数百キロヘルツ以上の周波数の交流 HF 電流を使用して動作します。 現代の無線工学では、数十億ヘルツの周波数の電流が特別な目的に使用されており、そのような超高周波を正確に測定できる機器があります。

なぜ 50 Hz と 60 Hz の周波数が選択され、今日に至るまで電力の送電と配電にエネルギー業界全体で受け入れられ続けているのでしょうか? このことについて考えたことはありますか? しかし、これは決して偶然ではありません。

ヨーロッパおよび CIS 諸国の標準は 220 ～ 240 ボルト 50 ヘルツ、北米諸国および米国では 110 ～ 120 ボルト 60 Hz、ブラジルでは 120、127、220 ボルト 60 Hz です。 ちなみに、アメリカでは、コンセントが 57 Hz または 54 Hz になる場合があります。 これらの数字はどこから来たのでしょうか?

このトピックを理解するために歴史を見てみましょう。 20 世紀後半、世界中の多くの国の科学者が電気を積極的に研究し、その実用化を模索しました。 トーマス エジソンは最初の電球を発明し、それによって電気照明が導入されました。 最初の直流発電所が建設されました。 アメリカの電化の始まり。

最初のランプはアークランプで、屋外で 2 つの炭素電極間で点火する放電によって発光しました。 当時の実験者は、アークがより安定するのは 45 ボルトであることをすぐに証明しましたが、安全な点火のために、ランプの動作中に約 20 ボルトが降下する抵抗安定器がランプと直列に接続されました。

したがって、長い間、65 ボルトの定電圧が使用されていました。 次に、2 つのアークランプを同時に直列に接続できるように、電圧を 110 ボルトに増加しました。

エジソンは直流システムの熱狂的な支持者であり、エジソンの直流発電機は当初そのように動作し、消費者回路に 110 ボルトの直流を供給していました。

しかし、エジソンの直流技術は非常に高価で、経済的に利益がありませんでした。太い電線を多数敷設する必要があり、送電損失が大きかったため、発電所から消費者までの送電距離は数百メートルを超えませんでした。巨大な。

その後、3 線式 220 ボルト DC システム (2 つの並列 110 ボルト線) が導入されましたが、そのような送電の経済性は大幅には改善されませんでした。

その後、彼は独自の完全に革新的な交流発電機を開発し、数千ボルトの高電圧で電力を送電するための費用対効果の高いシステムを導入しました。これにより、電力は数千メートルにわたって送電でき、送電損失は数十分の１に減少しました。 エジソンの直流はテスラの交流には太刀打ちできませんでした。

鉄製の変圧器は、三相それぞれの高電圧を 127 ボルトに下げ、交流の形で消費者に供給しました。 蒸気や落水によって駆動される交流発電機を動作させる場合、ローターは 3000 rpm 以上の周波数で回転します。

これにより、ランプのちらつきがなく、非同期モーターが定格速度を維持して正常に動作し、変圧器が電気を変換して電圧を増減できるようになりました。

一方、ソ連では、ネットワーク電圧は 60 年代まで 127 ボルトのままでしたが、その後、生産能力の増加に伴い、今ではおなじみの 220 ボルトに引き上げられました。

テスラと同様、交流の可能性を探求したドリヴォ＝ドブロヴォルスキーは、正弦波電流を使って電力を伝送することを提案し、周波数を30～40ヘルツの範囲に設定することを提案した。 その後、ソ連では 50 ヘルツ、米国では 60 ヘルツに合意しました。 これらの周波数は、多くの工場でフル稼働していた交流機器に最適でした。

二極交流発電機の回転周波数は毎分 3000 回転、または最大 3600 回転で、発電中に発生する周波数はわずか 50 Hz と 60 Hz です。 オルタネーターが正常に動作するには、周波数が少なくとも 50 ～ 60 Hz である必要があります。 産業用変圧器は、特定の周波数の交流を簡単に変換します。

今日では、送電周波数を数キロヘルツまで高めることが基本的に可能であり、これにより送電線の導体材料を節約できますが、インフラストラクチャは依然として周波数 50 Hz の電流に特化したままであり、元々はこのように設計されています。世界では、原子力発電所の発電機は 3000 rpm の周波数で同じように回転しており、依然として同じ極のペアを持っています。 したがって、発電、送電、配電システムの変更は遠い将来の問題です。 そのため、現時点では 220 ボルト 50 ヘルツが標準のままです。

アンドレイ・ポヴニー