Izraz herc čujete u električnoj energiji, kao i kada raspravljate o prijenosu elektromagnetskih valova - a primjer su svjetlosni i radijski valovi - i brzini računalnih procesora. Zajednički čimbenik svih ovih pojava je da uključuju oscilacije neke vrste, a herc jedinica koristi se za mjerenje učestalosti tih oscilacija. Ima jednostavno značenje. Jedan herc je jednostavno jedan ciklus u sekundi. Obično se piše u skraćenom obliku, koji je Hz. Dakle, umjesto da pišu 100 ciklusa u sekundi, znanstvenici pišu 100 Hz.
Električna energija koja napaja domove širom svijeta poznata je pod nazivom izmjenična struja - izmjenična struja. Umjesto da teče izravno između para terminala, izmjenična struja oscilira, a broj ciklusa u sekundi izražava se kao herc. Učestalost proizvedene električne energije nije ista u svakoj zemlji, ali je ujednačenih 60 Hz u cijeloj Sjevernoj Americi. Općenito, elektromagnetska energija sastoji se od oscilirajućih valnih oblika, a frekvencija oscilacija, izražena u Hz, određuje karakteristike zračenja.
Podrijetlo jedinice Hertz
Herc je dobio ime po Heinrichu Hertzu (1857. - 1894.), njemačkom fizičaru zaslužnom za dokazivanje postojanja elektromagnetskog zračenja. Njegova su otkrića potvrdila teorije koje je uspostavio James Clerk Maxwell i iznio ih u četiri poznate jednadžbe koje su utvrdile da su svjetlost i toplina elektromagnetski fenomeni.
Usput je Hertz bio i prvi istraživač koji je potvrdio postojanje fotoelektričnog efekta i prvi koji je otkrio radio valove. Nije praktičan čovjek, Hertz nije vjerovao da će ova postignuća imati koristi u svijetu, ali zapravo su postavili temelje modernom bežičnom dobu. Za sva njegova postignuća znanstveni je svijet 1930. godine odao počast Hertzu imenovanjem frekvencijske jedinice po njemu.
Zašto je generirana električna energija ciklična?
Elektrane širom svijeta proizvode električnu energiju elektromagnetskom indukcijom, fenomen koji je otkrio fizičar Michael Faraday, a fizičari proučavali tijekom 19. stoljeća. Osnova ovog fenomena je da promjenjiva magnetska polja inducira električnu struju u vodiču. Generacijske stanice koriste se ovim principom pomoću pare za okretanje velike provodne zavojnice u jakom magnetskom polju. Zbog rotacije zavojnice, generirana električna energija mijenja polaritet sa svakom rotacijom zavojnice. Poznata je kao izmjenična struja, a učestalost pomaka polariteta, izmjerena u Hz, ovisi o brzini vrtnje turbine.
Sjevernoamerički standard od 60 Hz seže do Nikole Tesle, koji je projektirao prvu elektranu na slapovima Niagara. Tesla je otkrio da je 60 Hz najučinkovitija frekvencija za raspodjelu energije duž dalekovoda. U Europi i dijelovima Azije, gdje je standardna frekvencija izmjenične struje 50 Hz, prijenos električne energije je 15 do 20 posto manje učinkovit.
Hertzova jedinica u elektromagnetskom zračenju
U bilo kojoj vrsti valnih pojava, frekvencija i valna duljina su uzajamne veličine. Budući da svo elektromagnetsko zračenje putuje istom brzinom - brzinom svjetlosti - frekvencija zračenja opada kako valna duljina raste. Razvijajući koncepte koji stoje iza kvantne fizike, Max Planck je otkrio da energija (E) valnog paketa svjetlosti - kvant - proporcionalan je njegovoj frekvenciji (f). Jednadžba jeE = hf, gdjehje Planckova konstanta.
Zračenje s najvećom energijom je ono s najvišom frekvencijom, a često se mjeri u megahercima (106 Hz), gigaherci (109 Hz) sve do peta herca (1015 Hz). Zračenje frekvencijama u opsegu petaherca može postojati u jezgrama crnih rupa i kvazara, ali ne i u svakodnevnom zemaljskom svijetu ljudskih bića.