频率是一个物理量

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[摘 要]本文通过科普知识来认识频率是一个物理量，在电路、电气设备中运用很广泛。共同学习提高对交流电频率高低变化对电动机的影响。

[关键词]频率 频段 频道 频谱 赫兹

频率在电能质量三要素中只代表一个量，它是由德国物理学家赫兹最早发现的，海因里希·赫兹（德语：Heinrich Hertz，1857年2月22日－1894年1月1日），德国物理学家，于1887年首先用实验证实了电磁波的存在，并于1888年发表了论文。他对电磁学有很大的贡献，故频率的国际单位制单位赫兹以他的名字命名。简称“赫”，符号为Hz。

所谓频率是单位时间内完成周期性变化的次数，是描述周期运动频繁程度的量，常用符号f或ν表示，单位为秒分之一，符号为s-1。每个物体都有由它本身性质决定的与振幅无关的频率，叫做固有频率。“频率”概念不仅在力学、声学中应用，在电磁学、光学与无线电技术中也常使用。

一、在我们的生活中经常会接触到频率、频段、频道、频谱这四频，那他们之间的区别是什么呢？

频率：频率是一个物理量，单位是Hz，“频率”由高到低可分为射线、紫外线、可见广播、红外线、短波、微波、长波这几种。它们都属于电磁波信号，能用来通信，比如我们常用的WIFI就属于短波。电磁波信号的频率是单位时间里电磁转换的周期数。

所谓周期就是能量形式从原先的电场变成磁场又变回电场的一个循环过程，可以使用一个循环花费的时间来衡量周期长短。所以频率和周期互为倒数关系。频率单位为赫兹，周期单位为秒。电磁波信号的频率是单位时间里电磁转换的周期数。所谓周期就是能量形式从原先的电场变成磁场又变回电场的一个循环过程，可以使用一个循环花费的时间来衡量周期长短。所以频率和周期互为倒数关系。频率单位为赫兹，周期单位为秒。

频段：指得是两个频率之间人为设定的范围，比如800-900Hz频段。将频率和频段分别对应数学概念的话，则频率是一个点，频段则是一条线段。

频道：则是常用的频段或者频点的名字，也是人为协商出来的，目的是为了方便讨论和使用。所以我们常说的和你不在一个频道，也可以说成我和你不在一个频率。频谱的概念我们打个比方来解释。它类似于你吃到一道好吃的菜，然后兴致勃勃的去找师傅把做菜的方式记录下来之后得到的这个菜谱。

频谱：主要是为了研究和展示信号性质。当我们的收音机接收信号时，往往会同时接收到各种各样的信号，为了搞清楚接收到了哪些信号和这些信号分别有什么性质，人们往往会将这些已经初步分解好的信号画到图纸上来进行展示研究，而这个展示信号性质的图就是频谱图。

二、频率的区分

1.工频：中国使用的电是一种正弦交流电，其频率是50Hz，即一秒内做了50次周期性变化。交流电的频率，工业术语叫做工频。2013年，全世界的电力系统中，工频有两种，一种为50Hz，还有一种是60Hz。50赫兹和60赫兹表示频率一个大一个小。这是一个单位，为了计量频率，没有优劣之分。国内大多数50hz，国外60hz居多。

一是对于纯电阻用电器，影响极小。

二是对于磁感式，如电子锺，变压器等有一定影响，我国标准50Hz。

2.声频：声音是机械振动，能够穿越处于各种物态的物质。这些能够传播声音的物质称为介质。声音不能传播于真空。我们听到的声音也是一种有一定频率的声波。人耳听觉的频率范围约为20～20000Hz，超出这个范围的就不为我们人耳所察觉。低于20Hz为次声波，高于20000Hz为超声波。声音的频率越高，则声音的音调越高，声音的频率越低，则声音的音调越低。

三、交流电频率高低有什么影响

交流电的一个参数，原则上讲与电压没有关系，在感性负载和容性电路中会影响总阻抗、无功功率和功率因数等。例如交流电路中电感上的电压与频率成正比，电容上的电压与频率成反比，在电感、电容的串并联回路中还会出现峰值和谷值，即所谓的“谐振”。

1、频率影响旋转电机的转速，间接地，也会影响它的出力。周波本身是由发电机的转速决定的。频率的变化取决于系统中有功的实时平衡状态，发电机发出的有功大于负荷消耗的有功时，发电机会加速，频率会增高，反之则减速、降低，甚至出现残、次品。

2、无功补偿用电容器的补偿容量与频率成正比，当系统频率下降时，电容器的无功出力成比例降低，此时电容器对电压的支持作用受到削弱，不利于系统电压的调整。

3、频率偏差的积累会在电钟指示的误差中表现出来。工业和科技部门使用的测量、控制等电子设备将受系统频率的波动而影响其准确性和工作性能，频率过低时甚至无法工作。频率偏差大使感应式电能表的计量误差加大。

编:樊宗根