A corrente com frequência menor que 1 Hz ainda é considerada CC?

Tivemos uma grande discussão ontem à noite com conclusões vagas. A corrente com frequência menor que 1 Hz é considerada CC?

Ainda se pareceria com uma onda ...

CA e CC são termos relativos. Se você estiver olhando para uma forma de onda de 10kHz por 100ns, você pensará que é DC. Também funciona ao contrário: se você esquecer o que está fornecendo "DC", quem sabe se essa forma de onda não mudará nos próximos segundos, minutos, dias, anos? Pense na tensão de um capacitor, por exemplo, durante descarga lenta. Se você monitorar a tensão em um osciloscópio, verá uma linha plana. DC você diz? Aguarde mais, e a linha plana diminuirá a voltagem em direção a zero, o que significa que também há alguma corrente alternada.

Além disso, nenhum sinal é realmente CC puro, você sempre tem componentes CA também devido ao ruído e a todo tipo de causas. É apenas "DC-suficiente" ou "AC-suficiente" para o aplicativo que você pretende usá-lo com / para.

As transformadas de Fourier são uma boa maneira de visualizar o que os componentes CC e CA estão em uma forma de onda. A transformação é constante para sinais periódicos e depende do tempo para quaisquer sinais não periódicos, como o exemplo do capacitor. Para a onda quadrada: ( fonte: wikipedia )

Sim, você pode ter AC com uma frequência menor que 1 Hz, da mesma forma que pode ter números entre 0 e 1.

A frequência não é um número inteiro, mas um número "real". Felizmente, você pode ter uma forma de onda de se quiser. Você teria que ter muita paciência para vê-lo mudar, mas ele mudará e, com o tempo, traçaria uma forma de onda CA.$1 \times 10^{-100}Hz$

Como em qualquer tensão CA, a frequência é o inverso do período em segundos e vice-versa:

À medida que f fica assintoticamente próximo de 0, T correspondentemente se torna muito grande.

Como exemplo prático, eu tenho um gerador de funções que gera qualquer frequência de até 5 MHz em etapas de 0,01 Hz. Portanto, na configuração mais baixa (0,01 Hz), ele pode gerar uma onda senoidal com um período de 100 segundos.

Se você quer ser rigoroso, toda a corrente real é AC. Eu vou explicar o porquê.

Olhando para ela do ponto de vista termodinâmico, uma corrente direta (que nunca muda de magnitude) exigiria dois pontos terminais de carga fixa; isto é, um positivo relativo, um negativo relativo. (Estou usando carga aqui em vez de tensão ou corrente para manter minha abordagem termodinâmica e manter as coisas simples.) O positivo relativo seria dispensado no negativo relativo, sem nunca alterar a própria magnitude; assim, uma fonte infinita de carga, dispensando um poço infinito. Claro que isso é um ideal.

Como essas caixas pretas não existem no mundo real, é mais seguro dizer que "corrente contínua" é simplesmente um modelo. As regras que se aplicam a ele foram calculadas e podem ser aplicadas a uma fonte de tensão que varia lentamente, como uma bateria AA que drena gradualmente; mas todas as fontes de corrente chegarão a zero e, portanto, terão uma frequência.

Portanto, em um sentido amplo, há casos em que / qualquer / frequência atual pode ser descrita como DC; e as leis de CA podem ser derivadas das leis de CD. Para saber se 1 Hz se parece com CC, isso depende de quanto tempo você está usando e de quanto tempo parece estar nivelado durante esse período. É realmente com você.

Como outros já apontaram, você pode ter CA com a frequência mais baixa que desejar.

No entanto, acho que vale a pena acrescentar que, em frequências tão baixas, geralmente não funciona muito como a maioria de nós costuma pensar em atuação CA.

Apenas para um exemplo óbvio, você pode pensar em um capacitor como permitindo que a CA flua através dele, mas como parando a CC. Em frequências extremamente baixas, como você está considerando, provavelmente você não verá nenhum fluxo de corrente significativo, mesmo que seja tecnicamente AC.

Em particular, um capacitor age basicamente como um filtro passa-alto (muito suave). Para passar bem em uma frequência tão baixa, você precisaria de um capacitor tremendamente grande. De longe, o tipo mais comum de capacitor grande é um capacitor eletrolítico. Um capacitor eletrolítico é um pouco como uma bateria especializada - isto é, parte de como ele funciona é químico, não puramente elétrico. Como as baterias, os capacitores eletrolíticos podem descarregar-se com o tempo. Eu nunca testei para descobrir uma taxa exata de auto-descarga, mas não me surpreenderia muito se fosse auto-descarregar mais rápido do que (por exemplo) um sinal de 0,01 Hz estava sendo carregado - se assim for, o resultado líquido seria que o capacitor nunca carregava, e basicamente agia como se não houvesse capacitor. ¹

A conclusão é que a maioria dos circuitos CA é projetada para frequências muito mais altas, portanto, mesmo que não haja um corte nítido abaixo do qual um sinal não seja mais CA, um pouco do pensamento típico sobre o design de circuitos CA pode facilmente começar a desmoronar, pois você alcança essas ... frequências subterrâneas.

Apenas para referência, a frequência mais baixa de CA em uso muito comum / amplo é provavelmente em circuitos de áudio. Embora (novamente) não seja um corte rígido, o número típico usado como parte inferior da faixa de áudio é 20 Hz.

Houve algum trabalho realizado no rádio de frequência extremamente baixa, mas a frequência mais baixa que eu sei era de cerca de 50 Hz. Para um sinal de 1 Hz, uma antena dipolo de meia onda seria substancialmente maior que o planeta Terra.

^{1. Para ser justo, a maioria dos capacitores eletrolíticos são polarizados, então você normalmente os usa para coisas como filtros em fontes de alimentação CC. Aqui estou assumindo um capacitor eletrolítico não polarizado (reconhecidamente menos comum).}

Claro. 1 Hz é uma vez por segundo e um segundo é uma quantidade de tempo bastante arbitrária. Se tivéssemos decidido 100 segundos por minuto, 60 vezes por minuto teria sido de 0,6 Hz.

Sim, você pode ter corrente alternada (CA) que alterna com uma frequência menor que 1 ciclo por segundo (um período maior que 1 segundo ). Se você conectar uma bateria e um resistor usando uma chave DPDT conectada corretamente, poderá reverter a tensão através do resistor, à vontade. Portanto, se você acionar manualmente a chave uma vez por segundo, ou uma vez a cada 2 segundos ou a cada 100 segundos, etc., você terá uma "corrente alternada" com uma frequência menor que 1 ciclo por segundo.

Se uma tensão é CA ou CC, não tem nada a ver com frequência, mas mais com a alternância ou não da tensão. Se não estiver alternando, é DC.

Se uma tensão sempre permanece acima de zero (ou seja, positiva), é 'DC', embora possa ter um pequeno componente 'AC'. Tais tensões têm um valor médio acima de zero (o nível CC).

Por outro lado, se a tensão alternar de positiva para negativa (não importa quão lentamente) seja 'CA'. Tais tensões têm um valor médio zero.

Sim. Hertz é uma medida de quantos ciclos acontecem em um determinado período de tempo (1 segundo).

Como o tempo é subjetivo e um segundo é uma unidade definida pelos seres humanos, você pode (por exemplo) ter um "Zecond" que dura 0,4 segundos.

Portanto, a definição de Hertz pode ser diferente, mas mantém seu significado.