Le courant avec une fréquence inférieure à 1 Hz est-il toujours considéré comme DC?

Nous avons eu un gros argument hier soir avec de vagues conclusions. Le courant avec une fréquence inférieure à 1 Hz est-il considéré comme DC?

Cela ressemblerait encore à une vague ...

AC et DC sont des termes relatifs. Si vous regardez une forme d'onde de 10 kHz pour 100 ns, vous penserez que c'est DC. Cela fonctionne aussi dans l'autre sens: si vous oubliez ce qui vous fournit "DC", qui sait si cette forme d'onde ne va pas changer dans les prochaines secondes, minutes, jours, années? Pensez à la tension d'un condensateur par exemple lors d'une décharge lente. Si vous surveillez la tension sur un oscilloscope, vous verrez une ligne plate. DC vous dites? Attendez plus longtemps et la ligne plate diminuera de tension vers zéro, ce qui signifie qu'il y a aussi du courant alternatif là-dedans.

De plus, aucun signal n'est en fait du CC pur, vous avez toujours des composants CA également en raison du bruit et de toutes sortes de causes. Il s'agit uniquement de "suffisamment DC" ou "suffisamment AC" pour l'application que vous prévoyez d'utiliser avec / pour.

Les transformées de Fourier sont un bon moyen de visualiser les composants DC et AC dans une forme d'onde. La transformée est constante pour les signaux périodiques et dépend du temps pour tout signal non périodique comme l'exemple du condensateur. Pour l'onde carrée: ( source: wikipedia )

Oui, vous pouvez avoir un courant alternatif avec une fréquence inférieure à 1 Hz, de la même manière que vous pouvez avoir des nombres entre 0 et 1.

$1 \times 10^{-100}Hz$

Comme pour toute tension alternative, la fréquence est l'inverse de la période en secondes, et vice versa:

Lorsque f devient asymptotiquement proche de 0, T devient en conséquence très grand.

À titre d'exemple pratique, j'ai un générateur de fonctions qui génère n'importe quelle fréquence jusqu'à 5 MHz par pas de 0,01 Hz. Ainsi, à son réglage le plus bas (0,01 Hz), il peut générer une onde sinusoïdale avec une période de 100 secondes.

Si vous voulez être strict, tout courant réel est AC. Je vais vous expliquer pourquoi.

En le considérant d'un point de vue thermodynamique, un courant continu (qui ne change jamais d'amplitude) nécessiterait deux points terminaux de charge fixe; c'est-à-dire un relatif positif, un relatif négatif. (J'utilise la charge ici au lieu de la tension ou du courant afin de m'en tenir à mon approche thermodynamique et de garder les choses simples.) Le positif relatif se distribuerait dans le négatif relatif, sans jamais changer d'amplitude lui-même; ainsi, une source de charge infinie, se déversant dans un puits infini. C'est bien sûr un idéal.

Étant donné que ces boîtes noires n'existent pas dans le monde réel, il est plus sûr de dire que le "courant continu" n'est qu'un modèle. Les règles qui s'y appliquent ont été calculées et peuvent être appliquées à une source de tension variant lentement, telle qu'une batterie AA qui se décharge progressivement; mais toutes les sources de courant atteindront finalement zéro, et auront donc une fréquence.

Ainsi, au sens large, il existe des cas dans lesquels / toute / fréquence actuelle peut être décrite comme DC; et les lois AC peuvent être dérivées des lois DC. Quant à savoir si 1 Hz ressemble à DC, cela dépend de la durée pendant laquelle vous l'utilisez et de la façon dont elle semble proche du niveau pendant cette période. C'est vraiment comme tu veux.

Comme d'autres l'ont déjà souligné, vous pouvez avoir une fréquence CA aussi basse que vous le souhaitez.

Je pense que cela vaut la peine d'ajouter, cependant, qu'à des fréquences si basses, il n'agira généralement pas comme la plupart d'entre nous pensent généralement à l'action AC.

Juste pour un exemple évident, vous pouvez généralement considérer un condensateur comme permettant au courant alternatif de le traverser, mais comme l'arrêt du courant continu. À des fréquences extrêmement basses comme vous le pensez, vous ne verrez probablement pas de flux de courant significatif, même s'il s'agit techniquement du courant alternatif.

En particulier, un condensateur agit essentiellement comme un filtre passe-haut (très doux). Pour passer un bien basse fréquence, vous auriez besoin d' un énormément condensateur énorme. Le condensateur électrolytique est de loin le type le plus courant de gros condensateur. Un condensateur électrolytique est un peu comme une batterie spécialisée - c'est-à-dire qu'une partie de son fonctionnement est chimique, pas purement électrique. Comme les batteries, les condensateurs électrolytiques peuvent se décharger automatiquement avec le temps. Je n'ai jamais testé pour déterminer un taux exact d'autodécharge, mais cela ne me surprendrait pas beaucoup s'il devait s'autodécharger plus rapidement que (par exemple) un signal de 0,01 Hz le chargeait - si oui, le résultat net serait que le condensateur ne s'est jamais chargé, et il agirait essentiellement comme s'il n'y avait aucun condensateur du tout. ¹

L'essentiel est que la plupart des circuits AC sont conçus pour des fréquences beaucoup plus élevées, donc même s'il n'y a pas de coupure nette en dessous de laquelle un signal n'est plus AC, un peu de réflexion typique sur la conception des circuits AC peut facilement commencer à se désagréger comme vous atteignez de telles ... fréquences souterraines.

Juste pour référence, la fréquence la plus basse de courant alternatif dans une utilisation vraiment courante / large est probablement dans les circuits audio. Bien que (encore une fois) ce ne soit pas une coupure ferme, le nombre typique utilisé comme extrémité inférieure de la plage audio est de 20 Hz.

Il y a eu du travail sur la radio Extrêmement Basse Fréquence, mais la fréquence la plus basse dont je suis au courant était d'environ 50 Hz environ. Pour un signal à 1 Hz, une antenne dipôle demi-onde serait sensiblement plus grande que la planète Terre.

^{1. En toute honnêteté, la plupart des condensateurs électrolytiques sont polarisés, vous les utilisez donc normalement pour des choses comme les filtres sur les alimentations CC. Ici, je suppose un condensateur électrolytique non polarisé (certes, moins courant).}

Bien sûr. 1 Hz est une fois par seconde, et une seconde est un laps de temps assez arbitraire. Si nous nous étions installés sur 100 secondes par minute, 60 fois par minute aurait été de 0,6 Hz.

Oui, vous pouvez avoir un courant alternatif (AC) qui alterne avec une fréquence inférieure à 1 cycle par seconde (une période supérieure à 1 seconde ). Si vous connectez une batterie et une résistance à l'aide d'un commutateur DPDT correctement câblé, vous pourrez inverser la tension aux bornes de la résistance, à volonté. Donc, si vous lancez manuellement l'interrupteur une fois par seconde, ou une fois toutes les 2 secondes, ou toutes les 100 secondes, etc., vous auriez un "courant alternatif" avec une fréquence inférieure à 1 cycle par seconde.

Qu'une tension soit CA ou CC n'a rien à voir avec la fréquence, mais plus à voir avec le fait que la tension est alternée ou non. Si ce n'est pas en alternance, c'est DC.

Si une tension reste toujours au-dessus de zéro (c'est-à-dire positive), elle est «CC», bien qu'elle puisse avoir une petite composante «CA». Ces tensions ont une valeur moyenne supérieure à zéro (le niveau DC).

D'un autre côté, si la tension alterne du positif au négatif (peu importe la lenteur), c'est «AC». Ces tensions ont une valeur moyenne nulle.

Oui. Hertz est une mesure du nombre de cycles qui se produisent dans un laps de temps donné (1 seconde).

Étant donné que le temps est subjectif et qu'une seconde est une unité définie par les humains, vous pouvez (par exemple) avoir une "Zeconde" qui dure 0,4 seconde.

Par conséquent, la définition de Hertz pourrait être différente mais conserver son sens.