Periodendauer und Frequenz

In der Wechselstromtechnik ist die am häufigsten vorkommende Spannung die sinusförmige Spannung.

In einem Video habe ich ja bereits gezeigt, wie diese sinusförmige Wechselspannung erzeugt wird.

Die sinusförmige Spannung ist eine periodische Spannung. Periodisch sehen wir immer wiederkehrende Signalverläufe.

Die Dauer einer solchen Periode ist die Periodendauer T.

Die Frequenz einer Wechselspannung

Während die Periodendauer also angibt wie lange eine dieser immer wiederkehrenden Perioden andauert gibt die Frequenz eines Wechselsignals an wie viele dieser Perioden in einer bestimmten Zeit auftreten.
Als Zeitmaß nimmt man meistens die Sekunde.

Bei einer Periodendauer von T = 1s hat man also genau eine Periode in einer Sekunde. Die Frequenz beträgt f = 1/T = 1/s.

Die Einheit der Frequenz wird in Hz (sprich Hertz) angegeben. 1 Hz = 1/s .

Benannt ist die Einheit nicht nach der gleichnamigen Autovermietung 😉 sondern nach dem Deutschen Physiker Heinrich Rudolf Hertz, der sich einen Namen mit der untersuchung elektromagnetischer Wellen gemacht hat.

Eine Frequenz von 10 Hz bedeutet demnach, dass das Signal 10 Perioden pro Sekunde beinhaltet. Die Periodendauer ist also in diesem Beispiel 1 Sekunde / 10, also 1/10s.

Frequenz als Kehrwert der Periodendauer

Die Frequenz lässt sich also als Kehrwert der Periodendauer berechnen.
Je größer die Periodendauer, desto kleiner die Frequenz.

Die Spannungsversorgung in Europa ist eine Wechselspannung mit einer Frequenz f = 50 Hz.

Wir haben also 50 Sinusschwingungen pro Sekunde. Das ergibt eine Periodendauer von

T = 1 /(50/s) = 20 ms .

In der Akustik, also beispielsweise in der Musik findet man Frequenzanteile von wenigen Hertz (sehr tiefe Töne) bis zu mehreren Kilohertz, d.h. bis zu 20 kHz.
Ab 16 kHz lässt das Hörvermögen jedoch stark nach. Je nach Alter und Häufigkeit von Discobesuchen sinken die wahrnehmbaren Frequenzen. Bei mir ist spätestens bei 16 kHz Schluss 🙁
Um Frequenzen in der Nachrichtentechnik zu messen, benötigt man spezielle Messgeräte.
In der Energietechnik reicht dafür ein Duspol.
Ein Duspol digital misst Frequenzen zwischen 1 und 1000 Hz.

Jetzt aber zum Video zum Thema Periodendauer und Frequenz.



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