Чувате термина херц в електричеството, както и когато обсъждате предаването на електромагнитни вълни - примери за светлина и радиовълни и скоростта на компютърните процесори. Общият фактор при всички тези явления е, че те включват някакъв тип трептения и херцовата единица се използва за измерване на честотата на тези трептения. Има просто значение. Един херц е просто един цикъл в секунда. Обикновено се пише в съкратената си форма, която е Hz. По този начин, вместо да пишат 100 цикъла в секунда, учените пишат 100 Hz.
Електричеството, което захранва домовете по целия свят, е известно като променлив ток - променлив ток - електричество. Вместо да тече директно между двойка терминали, променливотоковият ток се колебае и броят на циклите в секунда се изразява като херц. Честотата на генерираното електричество не е еднаква във всяка страна, но е еднаква 60 Hz в Северна Америка. По принцип електромагнитната енергия се състои от осцилиращи форми на вълната, а честотата на трептенията, изразена като Hz, определя характеристиките на излъчването.
Произходът на звеното Hertz
Херцът е кръстен на Хайнрих Херц (1857–1894), немски физик, на когото се приписва доказателство за съществуването на електромагнитно излъчване. Неговите открития потвърждават теориите, установени от Джеймс Клерк Максуел и изложени в четирите известни уравнения, които установяват, че светлината и топлината са електромагнитни явления.
По пътя Херц е и първият изследовател, който потвърждава съществуването на фотоелектричния ефект и първият, който открива радиовълните. Не практичен човек, Херц не вярваше, че тези постижения ще имат полза в света, но всъщност те поставиха основите за съвременната ера на безжичната връзка. За всичките му постижения научният свят почете Hertz през 1930 г., като назова единицата за честота на негово име.
Защо генерираната електроенергия е циклична?
Електроцентралите по целия свят генерират електричество чрез електромагнитна индукция, феномен, открит от физика Майкъл Фарадей и изследван от физици през 19-ти век. Основата на това явление е, че променящата се магнитна област индуцира електрически ток в проводник. Генериращите станции използват този принцип, като използват пара за завъртане на голяма проводяща намотка в силно магнитно поле. Поради въртенето на намотката, генерираното електричество променя полярността с всяко завъртане на намотката. Той е известен като променлив ток и честотата на изместване на полярността, измерена в Hz, зависи от скоростта на въртене на турбината.
Северноамериканският стандарт от 60 Hz се връща към Никола Тесла, който проектира първата електрическа централа в Ниагарския водопад. Тесла откри, че 60 Hz е най-ефективната честота за разпределение на енергия по електропроводи. В Европа и части от Азия, където стандартната честота на променлив ток е 50 Hz, електропреносът е с 15 до 20 процента по-малко ефективен.
Херцовият блок в електромагнитното излъчване
Във всеки тип вълнови явления честотата и дължината на вълната са реципрочни величини. Тъй като цялото електромагнитно излъчване се движи със същата скорост - скоростта на светлината - честотата на излъчването намалява с увеличаване на дължината на вълната. При разработването на концепциите, стоящи зад квантовата физика, Макс Планк открива, че енергията (Е) на вълнов пакет светлина - квант - е пропорционален на неговата честота (е). Уравнението еЕ = hf, къдетозе константата на Планк.
Излъчването с най-висока енергия е това с най-висока честота и често се измерва в мегагерци (106 Hz), гигагерци (109 Hz) чак до пета херц (1015 Hz). Излъчване с честоти в петахерцовия диапазон може да съществува в ядрата на черни дупки и квазари, но не и във всекидневния земен свят на хората.