Tần số là một khái niệm được sử dụng phổ biến trong Vật Lý và trong cuộc sống thường ngày. Vậy tần số là gì? Công thức tính tần số như thế nào? Hãy cùng mình tìm hiểu và ôn luyện qua bài viết bên dưới đây nhé!
Contents
Tần số là gì?
Tần số là số lần lặp lại của một hiện tượng hoặc một dao động trên một đơn vị thời gian.
Để tính tần số, ta có thể chọn một khoảng thời gian xác định rồi đếm số lần xuất hiện của hiện tượng trong khoảng thời gian ấy rồi chia cho khoảng thời gian đã chọn.
Ký hiệu của tần số thường là f.
Đơn vị của tần số là gì?
Trong hệ đo lường quốc tế, đơn vị của tần số là Hz (Hertz, đọc là Héc). Đơn vị này được lấy theo tên của nhà Vật Lý người Đức tên là Heinrich Rudolf Hertz. Hz cho biết tần số lặp lại của dao động trong vòng 1 giây.
Hiện nay, tần số Hz được dùng nhiều trong Vật Lý và nghiên cứu khoa học. Chủ yếu là dòng để xác định tốc độ dao động của động vật, đo lường sóng vô tuyến, đo tín hiệu âm thanh,..
Bên cạnh Hz cũng có rất nhiều đơn vị khác liên quan như: kHz, mHz, GHz,…
- 1 Hz = 1.000 mHz (Milihertz)
- 1 Hz = 1.000.000 µHz (Microhertz)
- 1 Hz = 1.000.000.000 nHz (Nanohertz)
- 1 Hz = 0.001 kHz (Kilohertz)
- 1 Hz = 0,000001 MHz (Megahertz)
- 1 Hz = 0,000000001 GHz (Gigahertz)
Ngoài ra, cũng có một số đơn vị khác được dùng để đo tần số như:
- Số vòng quay trên một phút (rpm): Chủ yếu dùng để đo tốc độ động cơ trong nhiều thiết bị như máy chà sàn, máy nén khí,…
- Số nhịp đập trên phút (bpm): đo nốt nhạc (âm nhạc), đo nhịp tim,…
Một số khái niệm liên quan đến tần số
Tần số âm thanh là gì?
Tần số âm thanh được ký hiệu là AF. Đây là dạng sóng rung cơ học ở mức mà con người có thể nghe thấy được. Dưới đây là bảng thống kê tần số theo các dạng âm thanh cụ thể:
Trong đó, con người có thể nghe được quãng âm thanh có tần số trong khoảng từ 20 – 20.000Hz.
Tần số dao động là gì?
Tần số giao động được biết đến là số dao động có trong một giây. Khi tần số dao động càng cao thì vật sẽ phát ra âm thanh càng lớn (âm bổng). Ngược lại, khi tần số dao động nhỏ thì vật sẽ phát ra âm thấp (hay còn gọi là âm trầm).
Ví dụ: Cá nhà táng là động vật phát ra tiếng kêu lớn nhất trên Trái Đất hiện nay, ước tính lên khoảng 230dB. Ngoài cá nhà táng, tiếng gọi của cá voi xanh được ghi nhận là 188dB, to hơn cả tiếng động cơ máy bay phản lực cất cánh.
Tần số quét màn hình là gì?
Tần số quét màn hình còn được gọi là tốc độ làm mới. Đây là số lần màn hình được cập nhật trong 1 giây và được đo bằng Hz. Những hình ảnh mà chúng ta nhìn thấy được trên màn hình các thiết bị điện tử như laptop, điện thoại,… không phải là hình ảnh liên tục như nhiều người thường nghĩ mà đó là các chuỗi những hình ảnh tĩnh được trình chiếu với tốc độ cao, tạo cảm giác chuyển động.
Tần số quét màn hình quyết định khá nhiều đến chất lượng và sự chuyển động của hình ảnh. Nhờ vậy mà bạn có thể thưởng thức phim ảnh, game một cách hoàn hảo nhất.
Tần số dòng điện là gì?
Dòng điện được chia thành 2 loại: dòng điện xoay chiều và dòng điện một chiều nên cũng sẽ có 2 loại tần số dòng điện khác nhau. Cụ thể như sau:
- Tần số dòng điện 1 chiều: Biên độ dòng điện 1 chiều là một đường thẳng với cường độ không thay đổi theo thời gian và chuyển đồng theo một hướng nhất định. Tần số dòng điện 1 chiều có giá trị bằng 0. Dòng điện 1 chiều được sử dụng nhiều trên bình ắc quy, pin,…
- Tần số dòng điện xoay chiều: Biên độ dòng điện xoay chiều có dạng là một đồ thị hình sin đối xứng nhau, nửa trên là chu kỳ dương và nửa dưới là chu kỳ âm. Tần số của dòng điện xoay chiều khác 0 và được ứng dụng khá phổ biến trong cuộc sống thường ngày như: tivi, máy giặt, tủ lạnh,…
Tần số ánh sáng
Tần số ánh sáng được xác định dựa trên màu sắc của nó.
Có rất nhiều dạng sóng như: sóng vô tuyến, sóng điện từ, sóng hồng ngoại,… Trong đó, sóng có tần số thấp nhất là sóng vô tuyến.
Các công thức tính tần số
Khi đã hiểu rõ tần số là gì, vậy làm thế nào để tính được tần số? Các bạn có thể tham khảo những cách tính dưới đây của chúng tôi:
Tính tần số dựa vào bước sóng
Tần số trong chuyển động sóng là số lần nhìn thấy đỉnh sóng tại một thời điểm trong một khoảng thời gian xác định. Tần số có mối quan hệ với bước sóng, vận tốc và được xác định theo công thức:
Trong đó:
- f: Tần số (Hz)
- v: Vận tốc sóng (m/s)
- 入: Bước sóng (m)
Tính tần số dựa vào thời gian hoặc chu kỳ
Chu kỳ là khoảng thời gian giữa hai lần liên tiếp vật xuất hiện. Tần số được xác định bằng nghịch đảo của chu kỳ T. Cụ thể như sau:
Tần số được tính toán dựa vào sóng điện từ trong chân không
Trong môi trường chân không, vận tốc của sóng luôn không đổi (không bị ảnh hưởng bởi những yếu tố khác). Ta có công thức sau:
Trong đó:
- 入: Bước sóng
- C: Vận tốc của ánh sáng
- f: Tần số.
Tần số được tính toán dựa vào tần số góc
Công thức:
Trong đó:
- ω: Tần số góc
- f: Tần số chuẩn
- π: Hằng số pi (thường có giá trị bằng 3,14).
Định nghĩa về dòng điện 50Hz và 60Hz
- Dòng điện 50Hz là sau mỗi 1/50 giây thì dòng điện sẽ quay trở lại điểm ban đầu khi thực hiện xoay chiều. Hay có thể hiểu là trong vòng 1 giây, dòng điện sẽ đổi chiều khoảng 50 lần.
- Dòng điện 60Hz có nghĩa là trong vòng 1 giây, dòng điện sẽ đổi chiều 60 lần. So với dòng điện 50Hz thì dòng điện 60Hz sẽ có tốc độ truyền tải tốt hơn, nhanh hơn.
Vì sao Việt Nam lại thông dụng với dòng điện có tần số 50Hz?
- Nếu dùng dòng điện có tần số lớn như 60Hz thì các thiết bị điện phải có chất lượng tốt hơn, độ bảo vệ cao hơn. Như vậy sẽ tốn kém khá nhiều chi phí sản xuất.
- Khi dùng dòng điện có tần số lớn, buộc đường dây dẫn điện phải lớn hơn mới có thể đảm bảo được hiệu suất và chịu tải tốt hơn.
- Hầu hết các quốc gia hiện nay đều sử dụng dòng điện mức chuẩn là 50Hz nên dùng nguồn điện 50Hz sẽ giúp cho việc xuất khẩu các thiết bị điện sẽ trở nên dễ dàng, thuận tiện hơn.
- Dùng dòng điện có tần số 50Hz giúp truyền tải điện năng tốt hơn.
Bài viết tham khảo: Văn học dân gian là gì? Đặc trưng cơ bản của văn học dân gian
Trên đây là bài viết giải đáp câu hỏi tần số là gì và một số kiến thức liên quan. Mong rằng sẽ mang đến cho quý bạn đọc thật nhiều kiến thức hay và bổ ích!
