¿Por qué los dispositivos electrónicos tienen frecuencias fijas establecidas como 50Hz / 60Hz?

Answer 1

La frecuencia nominal a la que un dispositivo está diseñado para funcionar se basa en la frecuencia de la red eléctrica en su región.

De hecho, aparte de los motores eléctricos que están destinados a funcionar a una velocidad particular, la frecuencia no es muy importante para muchas aplicaciones.

En la actualidad, la mayoría de los productos electrónicos de consumo utilizan fuentes de alimentación conmutadas que rectifican la CA a CC de alto voltaje antes de cortar electrónicamente esa CC para producir salidas de bajo voltaje.

Incluso los suministros basados ​​en transformadores no se molestan demasiado por la frecuencia porque tienden a fabricarse de tal manera que están optimizados para 55 Hz, por lo que funcionan tan bien en 50 Hz como en 60 Hz. Es más barato fabricar una versión ‘mundial’ de un transformador que fabricar dos sabores diferentes para adaptarse a dos mercados diferentes.

Hay tres aplicaciones no motoras que dependen de la frecuencia, pero ya no son convencionales.

En la época de los televisores analógicos con tubos CRT, la frecuencia de red se usaba para sincronizar la velocidad de cuadros del televisor. Los países NTSC de 60 Hz utilizaron la línea de CA para sincronizar la velocidad de cuadros a 60 Hz y los países PAL de 50 Hz usaron el bloqueo de línea para sincronizar la velocidad de cuadros a 50 Hz. Simplificó la electrónica en el receptor de TV cuando el “estado del arte” era electrónica discreta (transistores o incluso tubos anteriores). En estos días, los circuitos de separación de sincronización en un IC se usan más comúnmente.

El segundo es el condensador cuentagotas de baja corriente de alimentación. Para cargas muy pequeñas, era popular en el pasado utilizar un divisor de potencial a través de la red eléctrica que comprendía un condensador no polarizado grande y una resistencia. El uso de dos resistencias necesitaría resistencias de gran potencia y desperdiciaría más energía como calor que el suministro que a menudo se proporciona, por lo que se utilizó un condensador. En lugar de la resistencia como divisor, se utilizó la impedancia del condensador. La impedancia varía con la frecuencia, por lo que cuanto mayor sea la frecuencia, menor será la impedancia. Un cuentagotas diseñado para dar un voltaje de salida específico a 50Hz tendría una salida más grande a 60Hz para el mismo voltaje de suministro. Todavía los ve, pero no proporcionan ningún aislamiento entre la red y la carga, por lo que no son muy comunes en todos estos días.

La tercera aplicación que rara vez se utiliza es el reloj electrónico de línea bloqueada. Obviamente, los relojes basados ​​en un motor son específicos de frecuencia (debido al motor) pero para los relojes digitales solía ser muy común usar la base de tiempo generada por la frecuencia de línea como referencia para el reloj.

La fuente de alimentación para un reloj digital proporciona una CC suave para la electrónica en sí, pero una parte de la CA no rectificada, o la CC rectificada antes de los circuitos de regulación y suavizado se utilizó para proporcionar una base de tiempo para el reloj. Se usa el cruce por cero (donde una señal de CA pasa por cero) o un disparador Schmidtt para generar una base de tiempo de 50Hz o 60Hz para el reloj, y esto se divide electrónicamente para dar horas, minutos y segundos. Con el advenimiento de los CI baratos y los cristales confiables (los cristales de 32.768 kHz son comunes para la sincronización), la sincronización de linelock es muy rara si alguna vez se usa en estos días.

Puede haber otras aplicaciones dependientes de la frecuencia que dependen de la frecuencia de la red eléctrica, pero no puedo pensar en ellas de forma inmediata. Comentarios bienvenidos

Answer 2

La frecuencia de un sistema de energía está estrictamente regulada. Para un sistema de 60 Hz, por ejemplo, el rango permitido para operación continua es 59,9–60,1 Hz o incluso 59,95–60,05 Hz. Para un sistema eléctrico interconectado, la frecuencia de estado estable debe ser la misma en todos los puntos, y hay algunas máquinas de alta potencia que son muy sensibles a las desviaciones de frecuencia (generadores de turbinas de vapor, por ejemplo), por lo que la frecuencia del sistema está estrictamente regulada.

Aunque la mayoría de los electrodomésticos pueden funcionar en un rango más amplio, no es necesario informarlo porque no lo enchufarás a una toma de corriente de 47 Hz, por ejemplo. Los aparatos electrónicos normalmente son muy tolerantes.

Pero cuando los motores, transformadores o actuadores electromagnéticos están presentes en el dispositivo, las cosas se vuelven más restrictivas, porque la parte electromagnética debe estar diseñada para 50 o 60 Hz (hay algunas excepciones, cuando el motor está controlado electrónicamente o es un motor de CC).

• Dentro de las aeronaves o algunos barcos es común encontrar un sistema de 400 Hz, porque la generación y la conversión de voltaje a frecuencias más altas es menos voluminosa.
• Para sistemas aislados pequeños, como un edificio que funciona con generadores diésel internos de emergencia cuando hay un corte de energía, la regulación de frecuencia es más difícil y la desviación entre su valor nominal es más prominente y se debe tener cuidado si hay una carga (o el generador por sí mismo) sensible a las desviaciones de frecuencia. Existen estrategias que ayudan a que la frecuencia regrese a un valor aceptable que frecuentemente implica el desprendimiento de carga.
• La frecuencia está estrechamente relacionada con la velocidad mecánica, el equilibrio de potencia y la inducción magnética / intensidad del flujo magnético en dispositivos electromagnéticos y electromecánicos, como transformadores, generadores y motores. Por eso debería estar bien regulado.
• La sobrecarga de un sistema suministrado por generadores electromecánicos conduce a una reducción de frecuencia y viceversa.

Answer 3

Ellos no.

Acabo de mirar mi bloque de alimentación y se puede usar de 45 a 67Hz.

Los suministros vienen en frecuencias fijas, como 50Hz, 60Hz. Se han utilizado otros (los aviones usan 400Hz, algunos ferrocarriles 16.66 Hz)

Los dispositivos domésticos están diseñados para funcionar con los suministros disponibles. La mayoría de las fuentes de alimentación electrónicas para computadoras, televisores, etc. aceptarán alegremente un amplio rango que incluye tanto 50Hz como 60Hz.

Las cosas con motores como lavadoras, herramientas eléctricas o refrigeradores son más problemáticas y probablemente se venden en dos versiones, una para cada frecuencia de suministro. Los sistemas de motores de doble frecuencia son difíciles de diseñar, aunque cosas como las lavadoras y los aires acondicionados con variadores de velocidad para los motores se están volviendo comunes y son independientes de la frecuencia.

Esta es la principal ventaja del viejo “motor digital” de Dyson: puede vender la misma aspiradora en cualquier mercado sin cambiar el diseño. Eso se vuelve aún más fácil cuando funcionan con baterías, en lugar de necesitar un cable.

Answer 4

Para la mayoría de los dispositivos, la frecuencia exacta no es crítica. Pero para los relojes alimentados por CA, analógicos o digitales, el reloj está sincronizado con la CA, que se regula a largo plazo para mantener los relojes precisos. En un reloj digital, la frecuencia de CA se divide en un pulso por segundo. En relojes analógicos, el movimiento es impulsado por un motor síncrono,

En los giradiscos de fonógrafo con alimentación de CA o las plataformas de cinta, el motor es síncrono o de inducción. ambos requieren una frecuencia precisa de la línea de alimentación.

En los primeros días de la CA, se usaban varias frecuencias, incluidas 16.6 y 25Hz. Por supuesto, en ese momento, la frecuencia se especificaba en cps.

Answer 5

Porque, según los estándares internacionales, la energía eléctrica se entrega al usuario final a 50Hz / 60Hz. Los dispositivos están diseñados para manejar lo que se les proporciona.