昨晚我们大吵了一架,结论很模糊。频率小于 1 Hz 的电流是否被视为直流?
它仍然像一个波浪......
昨晚我们大吵了一架,结论很模糊。频率小于 1 Hz 的电流是否被视为直流?
它仍然像一个波浪......
AC和DC是相对术语。如果您正在查看 100ns 的 10kHz 波形,您会认为它是 DC。它也可以反过来工作:如果你忘记了是什么为你提供了“DC”,谁知道这个波形在接下来的几秒、几分钟、几天、几年内是否会改变?例如在缓慢放电期间考虑电容器的电压。如果您在示波器上监控电压,您会看到一条扁平线。你说DC?等待更长的时间,扁平线的电压会降低到零,这意味着那里也有一些交流电。
此外,没有信号实际上是纯直流,由于噪声和各种原因,您总是有交流分量。对于您打算将其用于/用于的应用程序,它仅是“DC 足够”或“AC 足够”。
傅里叶变换是描绘波形中直流和交流分量的好方法。对于周期性信号,变换是恒定的,并且对于任何非周期性信号(例如电容器示例)取决于时间。对于方波:(来源:维基百科)
是的,您可以使用频率小于 1Hz 的交流电,就像您可以使用 0 到 1 之间的数字一样。
频率不是整数,而是“实数”。如果你愿意,你可以很高兴地得到一个 \$1 \times 10^{-100}Hz\$ 的波形。您必须非常耐心才能看到它的变化,但它会发生变化,并且给定时间它会跟踪交流波形。
与任何交流电压一样,频率是以秒为单位的周期的倒数,反之亦然:
$$f = 1 / T$$ $$T = 1 / f$$
随着f逐渐接近 0,T相应地变得非常大。
作为一个实际的例子,我有一个函数发生器,它可以以 0.01 Hz 的步长生成高达 5MHz 的任何频率。因此,在其最低设置(0.01 Hz)下,它可以生成周期为 100 秒的正弦波。
如果要严格,所有实际电流都是交流电。我会解释为什么。
从热力学的角度来看,直流电(从不改变大小)需要两个固定电荷的端点;也就是,一个相对积极,一个相对消极。(我在这里使用电荷而不是电压或电流,以坚持我的热力学方法,并保持简单。)相对正值会分配到相对负值,而不会改变大小本身;因此,无限的电荷源,分配到无限的井中。这当然是一种理想。
由于现实世界中不存在这样的黑匣子,因此更安全地说“直流电”只是一个模型。适用于它的规则已经过计算,可以应用于缓慢变化的电压源,例如逐渐耗尽的 AA 电池;但是所有的电流源最终都会达到零,因此有一个频率。
所以,在广义上,有/any/电流频率可以描述为直流的情况;交流定律可以从直流定律推导出来。至于 1 Hz 是否看起来像 DC,这取决于您使用它的时间范围有多短,以及在此期间它看起来有多接近水平。这真的取决于你。