Contente
- A origem da unidade Hertz
- Por que a eletricidade gerada é cíclica?
- A Unidade Hertz em Radiação Eletromagnética
Você ouve o termo hertz em eletricidade e também quando discute a transmissão de ondas eletromagnéticas - das quais luz e ondas de rádio são exemplos - e a velocidade dos processadores de computador. O fator comum em todos esses fenômenos é que eles envolvem algum tipo de oscilação, e a unidade hertz é usada para medir a frequência dessas oscilações. Tem um significado simples. Um hertz é simplesmente um ciclo por segundo. Geralmente é escrito em sua forma abreviada, que é Hz. Assim, em vez de escrever 100 ciclos por segundo, os cientistas escrevem 100 Hz.
A eletricidade que alimenta casas em todo o mundo é conhecida como CA - corrente alternada - eletricidade. Em vez de fluir diretamente entre um par de terminais, a corrente CA oscila e o número de ciclos por segundo é expresso em hertz. A frequência da eletricidade gerada não é a mesma em todos os países, mas é uniforme de 60 Hz na América do Norte. Em geral, a energia eletromagnética consiste em formas de onda oscilantes, e a frequência das oscilações, expressa em Hz, determina as características da radiação.
A origem da unidade Hertz
O hertz tem o nome de Heinrich Hertz (1857-1894), um físico alemão com o crédito de demonstrar a existência de radiação eletromagnética. Suas descobertas confirmaram as teorias estabelecidas por James Clerk Maxwell e dispostas nas quatro famosas equações que estabeleceram que luz e calor são fenômenos eletromagnéticos.
Ao longo do caminho, Hertz também foi o primeiro pesquisador a confirmar a existência do efeito fotoelétrico e o primeiro a detectar ondas de rádio. Não é um homem prático, a Hertz não acreditava que essas realizações teriam alguma utilidade no mundo, mas, na verdade, eles lançaram as bases para a era sem fio moderna. Por todas as suas realizações, o mundo científico honrou Hertz em 1930, nomeando a unidade de frequência depois dele.
Por que a eletricidade gerada é cíclica?
Centrais elétricas em todo o mundo geram eletricidade por indução eletromagnética, um fenômeno descoberto pelo físico Michael Faraday e estudado por físicos ao longo do século XIX. A base desse fenômeno é que um campo magnético variável induz uma corrente elétrica em um condutor. As estações geradoras usam esse princípio usando vapor para girar uma grande bobina condutora em um forte campo magnético. Devido à rotação da bobina, a eletricidade gerada altera a polaridade a cada rotação da bobina. É conhecida como corrente alternada e a frequência da mudança de polaridade, medida em Hz, depende da velocidade de rotação da turbina.
O padrão norte-americano de 60 Hz remonta a Nikola Tesla, que projetou a primeira estação de energia elétrica nas Cataratas do Niágara. Tesla descobriu que 60 Hz era a frequência mais eficiente para distribuição de energia ao longo das linhas de energia. Na Europa e em partes da Ásia, onde a frequência padrão da corrente CA é de 50 Hz, a transmissão de eletricidade é 15 a 20% menos eficiente.
A Unidade Hertz em Radiação Eletromagnética
Em qualquer tipo de fenômeno de onda, frequência e comprimento de onda são quantidades recíprocas. Como toda radiação eletromagnética viaja na mesma velocidade - a velocidade da luz - a frequência da radiação diminui à medida que o comprimento de onda aumenta. Ao desenvolver os conceitos por trás da física quântica, Max Planck descobriu que a energia (E) de um pacote de ondas de luz - um quantum - é proporcional à sua frequência (f) A equação é E = hf, Onde h é constante de Plancks.
A radiação com a energia mais alta é aquela com a frequência mais alta e é frequentemente medida em megahertz (10).6 Hz), gigahertz (109 Hz) até peta hertz (1015 Hz). A radiação com frequências na faixa dos petahertz pode existir nos núcleos de buracos negros e quasares, mas não no mundo terrestre cotidiano dos seres humanos.