频率小于1 Hz的电流是否仍视为DC?


12

昨晚我们有一个大争论,结论不明确。频率小于1 Hz的电流是否视为DC?

它仍然像一波浪...


15
1Hz有什么特别之处?
OJFord 2014年

2
(与您交谈的那个人,至少在理论上是错误的。尽管可以(在正确的背景下)合理地说这是“出于所有意图和目的” DC。)
Hot Licks 2014年

1
另请参见:en.wikipedia.org/wiki/Pitch_drop_experiment仅仅因为它的固体并不意味着它不是液体。
路人2014年

1
@Alnitak只需在您选择的任何时间跨度内“定期”(甚至不一定是连续的)即可,无限与它无关。
安东

Answers:


34

交流和直流是相对术语。如果您在10kHz波形上观察100ns,您会认为它是DC。它也以相反的方式起作用:如果您忘记了为您提供“ DC”的功能,谁知道该波形在接下来的几秒钟,几分钟,几天,几年内是否不会改变?考虑电容器的电压,例如在缓慢放电期间。如果在示波器上监视电压,则会看到一条扁平线。DC你说?等待更长的时间,并且扁平线的电压将降低至接近零,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电,由于噪声和各种原因,您总是也有交流电分量。您打算将其用于/用于的应用程序仅“ DC-足够”或“ AC-足够”。

傅里叶变换是描绘波形中直流分量和交流分量的好方法。对于周期信号,该变换是恒定的,对于任何非周期信号(如电容器示例),该变换取决于时间。对于方波:(来源:Wikipedia在此处输入图片说明


4
有些人称其为振荡但不超过0 DC的东西。有些设备即使可以承受剧烈的电压摆幅,也只能沿一个方向获取电流。
2014年

4
约书亚:振荡但不超过0V的“事物”通常是DC分量(信号平均值)和AC分量(又可能是不同频率的总和,参见周期信号的Fourier变换)之和。 。暂态更难分类,但这又是时间问题。时间窗口上的平均值将给出DC,其余的将给出AC。傅立叶变换更为严格,将DC定义为0Hz。从理论上讲,傅立叶变换仅适用于周期信号,但是可以假定任何信号捕获都会重复并继续进行。
先生空军终于

4
我不同意您在缓慢放电过程中将电容器暗示为交流电的示例。在整个放电过程中,它都是直流电(DC)。在放电过程中的任何时候都不是交流电(AC)。交流电表示电流方向发生变化。直流电压可能会波动,但是除非电流方向实际发生变化,否则它不是交流电。直流电并不意味着电压必须恒定,仅表示电流的方向不会反向。
Makyen 2014年

5
我是说您在这种特征上是不正确的。如果要更改,它包含一个交流组件。期。故事结局。波动的直流信号是矛盾的。
康纳·沃尔夫

3
“交流电”必须表示电流改变方向。否则,它不是“交替”,而只是“波动”。
弗洛里斯2014年

17

是的,您可以使用频率小于1Hz的交流电,也可以使用0到1之间的数字。

频率不是整数,而是“实数”。如果需要,您可以很高兴地得到的波形。您必须非常有耐心才能看到它的变化,但是它会变化,并且在给定的时间它会跟踪AC波形。1×10100Hz



1
“在给定的时间,它将跟踪交流波形。” 确实不会,因为示波器中的质子不能存活那么久。(可能;现实中当然会早一些其他中断。)
大约

1:您无需观察整个周期即可看到它的变化。2:您假设时间是线性的。
Majenko

4
另外:我们怎么知道大爆炸不仅仅是宇宙的零交叉点?
Majenko 2014年

1
哦,来吧,一个振荡频率太慢的信号,以至于宇宙的当前年龄是一个测量误差,它是DC。
Bryan Boettcher

5

与任何交流电压一样,频率是周期的倒数,以秒为单位,反之亦然:

f=1/T
T=1/f

随着f渐近于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,它以0.01 Hz的步长产生高达5MHz的任何频率。因此,在最低设置(0.01 Hz)下,它可以产生100秒周期的正弦波。


5

如果要严格,所有实际电流都是交流电。我会解释原因。

从热力学的角度来看,直流电(永远不会改变幅度)将需要两个固定电荷的端点。也就是说,一个相对正,一个相对负。(我在这里使用电荷代替电压或电流,以便坚持我的热力学方法,并保持简单。)相对正值将分配为相对负值,而无需改变幅度本身。因此,无限的电荷来源,分配到无限的井。这当然是理想的。

由于这种黑匣子在现实世界中不存在,因此可以肯定地说“直流电”只是一个模型。已经计算出适用于它的规则,并且可以将其应用于缓慢变化的电压源,例如逐渐耗尽的AA电池;但所有电流源最终将达到零,因此具有频率。

因此,从广义上讲,在某些情况下,/ any /当前频率可以描述为直流;AC法则可以从DC法则得出。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,以及在该时间段内看起来接近水平的程度。这完全取决于您。


1
这使我感到困惑。我认为交流电会在每个半周期内改变电流。直流电池的放电方向相同,最终使直流电流不稳定
Brlja 2014年

您需要记住,电流是相对方向的。零是您要放置的位置。因此,可以将电池交流电视为低频正弦波,再加上一个常数。符合AC资格。
Michael Eric Oberlin 2014年

如果我们考虑超导体,您的论点并不完全成立,但从本质上讲,您当然是对的:DC只是一个模型。
2014年

好吧,它们都是模型。直流与交流就像争论量子力学与广义相对论一样。它们都是正确的,但是等式仅在某些情况下才适用,并且是整体的一部分。(此外,超导体仍然将有限的源链接到有限的漏极,所以我不认为我会遵循它们不会随时间变化。)
Michael Eric Oberlin 2014年

“交流电”具有很强的暗示其为周期性波形。这里讨论的许多非DC情况更多地是关于复指数的实项,而不是关于周期虚数。
克里斯·斯特拉顿

2

正如其他人已经指出的那样,您可以按照自己的意愿使用低频率的交流电。

我想,但它的价值增加,这在如此低的频率也大多不会采取行动很像我们大多数人通常认为AC演技。

仅举一个显而易见的例子,您通常可以将电容器看作是允许交流电通过而使直流电停止的电容器。在您考虑的极低频率下,即使从技术上讲它是交流电,也可能不会看到任何明显的电流。

特别是,电容器基本上起着(非常柔和的)高通滤波器的作用。通过这样的低频很好,你需要一个极其巨大的电容器。到目前为止,最常见的大型电容器是电解电容器。电解电容器有点像专用电池-也就是说,其工作原理的一部分是化学的,而不是纯电气的。像电池一样,电解电容器会随时间自放电。我从未进行过测试来确定确切的自放电率,但是如果自放电的速度快于(例如)0.01 Hz信号的充电速度,这也不会令我感到惊讶-如果是这样,最终结果将是电容器永不充电,基本上就像根本没有电容器一样。1个

最重要的是,大多数交流电路都是为更高的频率设计的,因此,即使没有明显的截止频率,在该频率以下信号也不再是交流电,有关交流电路设计的很多典型想法很容易就开始瓦解。您达到了...地下频率。

仅供参考,在实际的通用/广泛使用中,交流电的最低频率可能在音频电路中。尽管(再次)不是硬性规定,但用作音频范围底端的典型数字是20 Hz。

在极低频无线电中已经做了一些工作,但据我所知,其最低频率约为50 Hz左右。对于1 Hz信号,半波偶极子天线将比行星地球大得多。


1.公平地说,大多数电解电容器都是极化的,因此通常将它们用于直流电源滤波器等。在这里,我假设使用一个(当然,不太常见的)无极性电解电容器。


0

当然。1 Hz是每秒一次,而1秒是相当随意的时间。如果我们将速度设置为每分钟100秒,那么每分钟60次将为0.6 Hz。


值得注意的是,“秒”在历史上是“第二分钟”,即一个小时的分钟(my-newt)分数要比“分钟”更长。事情从小时开始,随着时钟变好而变小。第二个没什么特别的。
Hot Licks

0

是的,您可以使用交流电(AC),交流电的频率小于每秒1个周期(周期大于1秒)。如果使用正确接线的DPDT开关连接电池和电阻器,则可以随意反转电阻器两端的电压。因此,如果您每秒手动一次,或每2秒一次,或每100秒一次,等等。您将拥有频率小于每秒1个周期的“交流电”。


-2

电压是交流还是直流与频率无关,而与电压是否交流无关。如果不交替,则为直流电。

如果电压始终保持在零(即正)以上,则为“ DC”,尽管它可能具有较小的“ AC”分量。这样的电压的平均值大于零(直流电平)。

另一方面,如果电压从正向负(无论多慢)交替变化,则为“ AC”。这样的电压具有零平均值。


4
据说这种信号具有“ DC分量”,本身不是DC。
glglgl 2014年

-2

是。赫兹是在给定时间范围(1秒)内发生多少个周期的度量。

由于时间是主观的,而秒是人类定义的单位,因此(例如)您可以设置持续0.4秒的“ Zecond”。

因此,赫兹的定义可能有所不同,但仍保留其含义。


不,赫兹是度量单位。频率是一种度量。
OrangeDog 2014年

1
时间不是主观的东西,而是由铯133而非人类定义的。幽默是主观的,是人类定义的。
Phil Frost
By using our site, you acknowledge that you have read and understand our Cookie Policy and Privacy Policy.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.