Apa itu Hertz dalam Listrik?

Anda mendengar istilah hertz dalam listrik serta ketika membahas transmisi gelombang elektromagnetik – yang contohnya adalah gelombang cahaya dan radio – dan kecepatan prosesor komputer. Faktor umum dalam semua fenomena ini adalah bahwa mereka melibatkan beberapa jenis osilasi, dan satuan hertz digunakan untuk mengukur frekuensi osilasi ini. Ini memiliki arti yang sederhana. Satu hertz hanyalah satu siklus per detik. Biasanya ditulis dalam bentuk singkatannya, yaitu Hz. Jadi, alih-alih menulis 100 siklus per detik, para ilmuwan menulis 100 Hz.

Listrik yang menggerakkan rumah-rumah di seluruh dunia dikenal sebagai listrik AC – arus bolak-balik – listrik. Alih-alih mengalir langsung di antara sepasang terminal, arus AC berosilasi, dan jumlah siklus per detik dinyatakan sebagai hertz. Frekuensi listrik yang dihasilkan tidak sama di setiap negara, tetapi frekuensinya adalah 60 Hz yang seragam di seluruh Amerika Utara. Secara umum, energi elektromagnetik terdiri dari bentuk gelombang berosilasi, dan frekuensi osilasi, dinyatakan sebagai Hz, menentukan karakteristik radiasi.

Hertz dinamai Heinrich Hertz (1857-1894), seorang fisikawan Jerman yang dikreditkan dengan menunjukkan keberadaan radiasi elektromagnetik. Penemuannya menegaskan teori yang didirikan oleh James Clerk Maxwell dan dituangkan dalam empat persamaan terkenal yang menetapkan bahwa cahaya dan panas adalah fenomena elektromagnetik.

Sepanjang jalan, Hertz juga merupakan peneliti pertama yang mengkonfirmasi keberadaan efek fotolistrik dan yang pertama mendeteksi gelombang radio. Bukan orang yang praktis, Hertz tidak percaya pencapaian ini akan berguna di dunia, tetapi pada kenyataannya, mereka meletakkan dasar bagi era nirkabel modern. Untuk semua prestasinya, dunia ilmiah menghormati Hertz pada tahun 1930 dengan menamai satuan frekuensi menurut namanya.

Pembangkit listrik di seluruh dunia menghasilkan listrik dengan induksi elektromagnetik, sebuah fenomena yang ditemukan oleh fisikawan Michael Faraday dan dipelajari oleh fisikawan sepanjang abad ke-19. Dasar dari fenomena ini adalah bahwa medan magnet yang berubah menginduksi arus listrik dalam konduktor. Stasiun pembangkit menggunakan prinsip ini dengan menggunakan uap untuk memutar kumparan konduktor besar dalam medan magnet yang kuat. Karena putaran kumparan, listrik yang dihasilkan mengubah polaritas dengan setiap putaran kumparan. Ini dikenal sebagai arus bolak-balik, dan frekuensi pergeseran polaritas, diukur dalam Hz, tergantung pada kecepatan putaran turbin.

Standar Amerika Utara 60 Hz kembali ke Nikola Tesla, yang merekayasa pembangkit listrik pertama di Niagara Falls. Tesla menemukan bahwa 60 Hz adalah frekuensi paling efisien untuk distribusi energi di sepanjang saluran listrik. Di Eropa dan sebagian Asia, di mana frekuensi standar arus AC adalah 50 Hz, transmisi listrik 15 hingga 20 persen kurang efisien.

Dalam semua jenis fenomena gelombang, frekuensi dan panjang gelombang adalah besaran timbal balik. Karena semua radiasi elektromagnetik bergerak dengan kecepatan yang sama – kecepatan cahaya – frekuensi radiasi turun seiring dengan kenaikan panjang gelombang. Ketika mengembangkan konsep di balik fisika kuantum, Max Planck menemukan bahwa energi (E) dari paket gelombang cahaya – kuantum – sebanding dengan frekuensinya (f). persamaannya adalahE​ = ​HF, dimanahadalah konstanta Planck.

Radiasi dengan energi tertinggi adalah radiasi dengan frekuensi tertinggi, dan sering diukur dalam megahertz (10⁶ Hz), gigahertz (10⁹ Hz) hingga peta hertz (10¹⁵ Hz). Radiasi dengan frekuensi dalam kisaran petahertz mungkin ada di inti lubang hitam dan quasar, tetapi tidak di dunia terestrial manusia sehari-hari.