Hz là gì?
Hz (Hertz) là đơn vị đo tần số, đặt theo tên nhà vật lý Heinrich Rudolf Hertz. Trong điện xoay chiều (AC), tần số cho biết số chu kỳ dao động của dòng điện mỗi giây.
Tại Việt Nam, lưới điện quốc gia vận hành ở 50Hz — tức dòng điện đảo chiều 100 lần/giây (50 chu kỳ đầy đủ, mỗi chu kỳ gồm 2 lần đảo chiều). Tiêu chuẩn này theo IEC và phổ biến ở châu Âu, châu Á, châu Phi. Mỹ, Canada, Mexico dùng 60Hz.
50Hz và 60Hz — bảng so sánh
| Thông số | 50Hz (VN, EU, Nhật 100V) | 60Hz (Mỹ, Canada) |
|---|---|---|
| Chu kỳ (T) | 20ms | 16,7ms |
| Điện áp tiêu chuẩn | 220–230V | 120V (dân dụng) / 240V (máy nặng) |
| Vùng áp dụng | Việt Nam, EU, Úc, Trung Quốc | Mỹ, Canada, Mexico, một phần Nhật |
| Động cơ 2 cực tốc độ đồng bộ | 3.000 RPM | 3.600 RPM |
Tần số ảnh hưởng đến thiết bị như thế nào?
Động cơ không đồng bộ: Tốc độ đồng bộ n = 60f/p (trong đó p là số cặp cực). Động cơ 2 cực (p=1) tại 50Hz quay 3.000 RPM, tại 60Hz quay 3.600 RPM. Nếu cắm động cơ 50Hz vào lưới 60Hz, máy quay nhanh hơn 20%, có thể quá tải quạt và máy bơm.
Biến áp: Từ thông trong lõi thép tỉ lệ nghịch với tần số. Biến áp thiết kế 50Hz khi cắm vào 60Hz sẽ từ thông giảm, hoạt động tốt hơn. Ngược lại, biến áp 60Hz cắm vào 50Hz bị bão hòa từ, nóng lõi thép và méo sóng.
Đồng hồ điện tử và đồng hồ motor: Đồng hồ dùng tần số lưới làm tín hiệu thời gian (thường gặp ở đồng hồ cũ) sẽ chạy sai khi tần số lệch.
Thiết bị điện tử (nguồn switching): Hầu hết thiết bị hiện đại (laptop, điện thoại, TV) dùng nguồn switching 100–240V/50–60Hz, không ảnh hưởng bởi tần số lưới.
Dung sai tần số cho phép
Theo TCVN 7909 và quy định EVN, tần số danh định 50Hz được phép dao động trong phạm vi ±0,2Hz trong điều kiện bình thường (49,8–50,2Hz) và ±0,5Hz trong điều kiện sự cố. Tần số lệch nhiều gây mất ổn định hệ thống, relay bảo vệ tần số (under/over frequency relay) sẽ ngắt tải.
Ứng dụng tần số khác trong điện
- 400Hz: Dùng trong hàng không, cho phép động cơ nhỏ hơn và nhẹ hơn
- 16,7Hz: Đường sắt một số nước châu Âu (1/3 của 50Hz)
- Tần số cao (kHz–MHz): Bếp từ (20–40kHz), truyền tải không dây, SMPS