Tần số là thuật ngữ thường được nhắc đến khi nói về các loại sóng và hình thức truyền tin. Hãy cùng khám phá tần số là gì và cách tính chính xác trong bài viết sau đây nhé!
Tần số là gì?
Tần số (tiếng Anh là Frequency) có nghĩa là số lần lặp lại của một hiện tượng trong một khoảng thời gian. Để tính tần số, đếm số lần xuất hiện của hiện tượng và chia cho khoảng thời gian đã chọn.
Trong hệ đo lường quốc tế, đơn vị đo tần số Hz được đặt theo tên của nhà vật lý người Đức, Heinrich Rudolf Hertz. 1 Hz là tần số lặp lại của hiện tượng đúng bằng 1 lần trong mỗi giây:
1 Hz = 1/s
Một số loại đơn vị khác của tần số bao gồm:
- Số vòng quay một phút (rpm) (revolutions per minute): dùng để đo tốc độ động cơ…
- Số nhịp đập một phút (bpm) (beats per minute): dùng để đo nhịp tim, nốt nhạc trong âm nhạc…
Những thông tin cơ bản về tần số
Các khái niệm liên quan
- Hertz (Hz): là đơn vị đo tần số, một hertz bằng một chu kỳ mỗi giây
- Chu kỳ: là một làn sóng hoàn chỉnh của điện áp hoặc dòng điện xoay chiều
- Luân phiên: là một nửa chu kỳ
- Thời gian: là thời gian cần thiết để tạo ra một chu kỳ hoàn chỉnh của làn sóng
- Tần số âm thanh: từ 15 Hz đến 20kHz (phạm vi tần số âm thanh tai người nghe được)
- Tần số vô tuyến: từ 30 – 300 kHz
- Tần số thấp: 300 kHz – 3 MHz
- Tần số trung bình: 3-30 MHz
- Tần số cao: 30-300 MHz
Một số dải tần số phổ biến mô tả hoạt động của thiết bị điện:
- Tần số dòng điện: phổ biến là 50Hz hoặc 60Hz
- Các ổ đĩa biến tần thường có tần số sóng mang từ 1-20 kHz
- Mạch và thiết bị thường được thiết kế hoạt động ở cả tần số cố định và biến đổi.
Tần số liên hệ với chu kì
Tần số được tính qua liên hệ với chu kỳ là thời gian giữa hai lần xuất hiện liên tiếp của hiện tượng. Tần số f bằng nghịch đảo chu kỳ T theo công thức:
f = 1/T
Tần số trong chuyển động sóng
Tần số là số lần quan sát thấy đỉnh sóng tại một điểm trong một khoảng thời gian nhất định. Tần số sóng âm trong âm nhạc được đặc trưng bởi các nốt nhạc.
Liên hệ với bước sóng:
Bước sóng bằng chu kỳ nhân với vận tốc sóng, tần số f bằng vận tốc sóng v chia cho bước sóng λ:
f = v / λ
Trong các môi trường truyền sóng:
Khi sóng đi qua các môi trường khác nhau, vận tốc và bước sóng có thể thay đổi nhưng tần số không thay đổi.
Tần số quét màn hình
Đây là thông số kỹ thuật của các thiết bị điện tử có dạng màn hình như tần số quét tivi, smartphone, laptop, máy tính bảng…, dù là màn hình LCD hay LED.
Tần số quét của màn hình là lượng khung hình có thể chạy trong 1 giây. Có thể bạn chưa biết, các đoạn phim được phát thông qua việc lật khung hình. Lượng khung hình được lật càng nhanh và càng nhiều thì chất lượng video càng tốt, các chuyển động trong video càng mượt mà.
Ví dụ, các dải tần số quét màn hình như 60Hz, 120Hz, 144Hz… thì sẽ có số khung hình chạy lần lượt là 60, 120, 144…trên một giây.
Tần số âm thanh nghe được
Âm thanh là một dạng năng lượng được cảm nhận thông qua sóng lan truyền trong không gian, dẫn đến thính giác của con người. Thông thường thì con người có thể nghe được âm thanh trong khoảng 20 – 20.000Hz.
Dải tần số này có một số đặc điểm như sau:
- Tần số dưới 20Hz là hạ âm, con người có thể cảm nhận được mức tần số này nhưng không thể nghe được.
- Tần số trên 20.000Hz là siêu âm, chúng ta vẫn có thể cảm nhận được mức tần số này nhưng không thể nghe được.
Trong hai trường hợp trên, chúng ta cần phải sử dụng đến máy đo tần số âm thanh để đo được tần số chính xác nhất.
Tuy nhiên, trên thế giới có một số người có ngưỡng nghe cao hơn, nghe được âm thanh vượt qua ngưỡng thông thường, là do cơ địa, cấu tạo màng nhĩ đặc biệt của họ.
Nhiều người cũng có sở thích nghe nhạc tần số cao để kích thích thần kinh, đạt được sự hưng phấn, giải phóng năng lượng tích cực và tăng động lực trong cuộc sống.
Tần số dòng điện là gì?
Thông thường trên các thiết bị điện gia dụng như nồi cơm điện, tivi, tủ lạnh, bàn là, máy giặt, điều hòa… đều ghi thông số kỹ thuật là 220V – 60Hz hay 220V – 50Hz.
Tần số điện Việt Nam là 50Hz, tức là trong khoảng thời gian là 1/50s thì dòng điện sẽ quay về trạng thái ban đầu hay trong 1 giây thì dòng điện sẽ được lặp lại khoảng 50 lần.
Tần số dòng điện 1 chiều
Biên độ của dòng điện một chiều là một đường thẳng có cường độ không đổi theo thời gian và đi theo một hướng nhất định. Do đó, tần số của dòng điện một chiều có giá trị là 0.
Dòng điện một chiều được ứng dụng trong ắc quy, pin khởi động ô tô, chiếu sáng, các thiết bị lập trình tín hiệu trong công nghiệp…
Tần số dòng điện xoay chiều
Biên độ của dòng điện xoay chiều là một hình sin di chuyển đối xứng gồm nửa chu kì dương và nửa chu kỳ âm. Do đó, tần số của dòng điện xoay chiều khác 0.
Tại Việt Nam thường có 2 dạng tần số dòng điện chính là 50Hz và 60Hz.
Các công thức tính tần số
Công thức tần số: Dựa vào bước sóng
Khi biết trước bước sóng và vận tốc dao động, công thức tính tần số như sau:
f = V / λ
Trong đó, V là vận tốc sóng, f là tần số và λ là bước sóng.
Chú ý: Nên đổi bước sóng sang đơn vị chuẩn là m để dễ dàng tính toán hơn, nhất là khi làm bài tập, bài kiểm tra hoặc tham gia vào diễn đàn khoa học…
Công thức tần số: Tần số sóng điện từ trong chân không
Công thức tần số sóng trong chân không giống với môi trường ngoài chân không. Tuy nhiên, trong môi trường chân không, vận tốc sóng không bị ảnh hưởng bởi các yếu tố khác và bằng vận tốc ánh sáng.
Công thức tính tần số này là: f = C / λ
Trong đó, C là vận tốc ánh sáng, f là tần số và λ là bước sóng.
Công thức tính tần số: Dựa trên thời gian hoặc chu kỳ
Thời gian và tần số là hai đại lượng cần thiết để hoàn thành một dao động sóng và tỉ lệ nghịch với nhau.
Công thức tần số khi biết thời gian hoàn thành dao động là: f = 1/T
Trong đó, f là tần số, T là chu kỳ thời gian cần để hoàn thành một dao động.
Công thức tính tần số: Dựa trên tần số góc
Công thức tần số khi biết tần số góc của một sóng là: f = ω/(2π)
Trong đó, ω là tần số góc, f là tần số chuẩn, π là hằng số pi, có giá trị khoảng 3,14.
Trên đây là tổng hợp thông tin liên quan đến tần số. Việc nắm được các thông số kỹ thuật khi mua thiết bị gia dụng, công nghiệp sẽ giúp bạn giảm được một khoản chi phí vận hành, bảo dưỡng và sửa chữa không nhỏ đấy.
