Tần Số Là Gì? Đơn Vị & Tổng Hợp Các Công Thức Tính Tần Số

Tần số là gì? Đơn vị của tần số, công thức tính tần số như thế nào? Tần số là một thuật ngữ được nhắc đến khi nói về các loại sóng hay hình thức truyền tin nào đó. Để hiểu chính xác về tần số hãy cùng khám phá các thông tin về khái niệm này dưới đây nhé!

Tần số là gì?

Tần số là số lần lặp lại một hiện tượng trong một khoảng đơn vị thời gian. 

Tần số tiếng Anh là gì?

Tần số trong tiếng Anh là Frequency, trong một vài trường hợp khác tần số còn được gọi là Pules.

Tần số nghĩa là gì? Đơn vị của tần số là gì?

>>> Bài viết tham khảo: Khí áp là gì? Tại sao có khí áp? Có những loại khí áp nào?

Đơn vị đo tần số là gì?

Để tính tần số ta cần chọn một khoảng thời gian nào đó và đếm số lần xuất hiện của hiện tượng đó, sau đó chia số lần xuất hiện này cho khoảng thời gian đã chọn ta sẽ ra được tần số cần tìm. Điều này có nghĩa là đơn vị đo tần số là nghịch đảo so với đơn vị đo thời gian. 

Trong hệ đo lường quốc tế, đơn vị đo tần số là Hz. Đơn vị này được lấy theo tên của một nhà vật lý học người Đức tên, Heinrich Rudolf Hertz.

Như vậy, cứ mỗi 1 Hz sẽ cho biết số lặp lại của sự việc, hiện tượng đúng bằng 1 lần trong mỗi giây được thể hiện qua công thức: 1 Hz = 1/s

Một số đơn vị đo tần số khác

– Số vòng quay một phút (ký hiệu: rpm là từ viết tắt của từ revolutions per minute): được sử dụng để đo tốc độ động cơ…

– Số nhịp đập một phút (ký hiệu: bpm được viết tắt của từ beats per minute): thường được sử dụng để đo nhịp tim, nốt nhạc trong âm nhạc… 

Những thông tin khác có liên quan về tần số là gì?

Các khái niệm liên quan đến tần số

– Hertz (Hz): là đơn vị đo của tần số được sử dụng nhiều nhất, 1 Hz sẽ bằng một chu kỳ trên mỗi một giây.

– Chu kỳ: đó là là một làn sóng hoàn chỉnh của dòng điện áp hoặc dòng điện xoay chiều.

– Luân phiên: được tính là 1/2  chu kỳ

– Thời gian: là khoảng thời gian cần thiết để một chu kỳ có thể tạo ra một chu kỳ hoàn chỉnh của làn sóng.

– Tần số âm thanh: là tần số nằm trong khoảng từ 15 Hz đến 20kHz (đây là phạm vi tần số âm thanh mà tai người nghe được)

Tần số âm thanh là gì? Khoảng tần số âm thanh mà con người có thể nghe được

– Tần số vô tuyến: nằm trong khoảng từ 30 kHz đến 300 kHz

– Tần số thấp: nằm khoảng từ 300 kHz – 3 MHz

– Tần số trung bình: nằm trong khoảng từ  3 MHz – 30 MHz

– Tần số cao: nằm trong khoảng từ 30 MHz – 300 MHz

Ngoài ra, còn có một số dải tần số phổ biến thường được mô tả trong hoạt động của thiết bị điện như:

– Tần số dòng điện: là dao động phổ biến với tần số là 50Hz hoặc 60Hz

– Các ổ đĩa biến tần sẽ thường có tần số sóng nằm trong khoảng từ 1-20 kHz

Trong thực tế, mạch và thiết bị sẽ thường được thiết kế hoạt động ở cả tần số cố định và tần số biến đổi. Ngày nay các thiết bị được thiết kế để hoạt động ở tần số cố định hoặc linh động (nếu hoạt động ở tần số khác với tần số chỉ định) để thuận tiện trong quá trình sử dụng.

Tần số dao động là gì?

Tần số dao động là một thuật ngữ được sử dụng để chỉ số dao động trong 1 giây, được ký hiệu là f. Tần số là hiện tượng lặp đi lặp lại dựa trên một khoảng đơn vị thời gian được xác định. Đây là một khái niệm chung bao gồm cả tần số dòng điện, tần số ánh sáng, tần số âm thanh….

Tần số liên hệ với chu kì

Tần số liên hệ với chu kỳ nghĩa là tần số được tính qua sự liên hệ về chu kỳ thời gian giữa 2 lần xuất hiện liên tiếp của sự việc xảy ra. Khi đó, tần số f này sẽ bằng nghịch đảo chu kỳ T và được tính theo công thức sau:

f = 1/T

Tần số trong chuyển động sóng

Tần số chuyển động sống là số lần quan sát nhìn thấy đỉnh sóng tại một điểm trong khoảng thời gian nhất định. Tần số trong chuyển động sóng cũng được sử dụng để tính tần số sóng âm trong âm nhạc thông qua các đặc điểm đặc trưng của các nốt nhạc. 

Tần số sóng âm trong âm nhạc tùy theo dụng cụ nhạc sẽ khác nhau

– Bước sóng trong tần số chuyển động sóng:

Để tính được bước sóng cần biết được chu kỳ nhân với vận tốc sóng. Trong đó, tần số f  sẽ bằng vận tốc sóng v chia cho bước sóng λ có công thức tính như sau: 

f = v / λ

Trong các môi trường truyền sóng, sóng sẽ đi qua các môi trường khác nhau, nên khi đó vận tốc và bước sóng sẽ thay đổi. Tuy nhiên, tần số sẽ không có sự thay đổi nào. 

Tần số quét màn hình

Tần số quét màn hình là gì? Tần số quét màn hình là lượng khung hình có thể chạy trong 1 giây. Đây là thông số kỹ thuật của các thiết bị điện tử dạng màn hình như tivi, smartphone, laptop, máy tính bảng…dù là màn hình LCD hay LED đều sử dụng tần số quét màn hình.

Như chúng ta đã biết, các đoạn phim sẽ được phát đi thông qua việc lật khung hình. Lượng khung hình nếu được lật càng nhanh và càng nhiều sẽ giúp cho chất lượng đoạn video đó tốt hơn, các cảnh chuyển động trong video cũng sẽ mượt mà hơn rất nhiều

Chẳng hạn như các dải tần số quét màn hình: 50Hz, 130Hz, 144Hz… thì sẽ có số khung hình chạy lần lượt là 50, 130, 144…trên một giây.

Tần số âm thanh nghe được

Âm thanh là sự dao động được cảm nhận thông qua sóng lan truyền trong không gian, dẫn đến thính giác của con người. Thường âm thanh sẽ nằm trong dải tần số 20 Hz – 20.000Hz. 

Dải tần số âm thanh này có 1 số đặc điểm như sau:

– Tần số < 20Hz được gọi là hạ âm, con người có thể cảm nhận được tần số âm thanh ở mức này nhưng không thể nghe được.

– Tần số > 20.000Hz là siêu âm, thính giác con người có thể cảm nhận được mức tần số âm thanh này nhưng không thể nghe được.

Tần số âm thanh nghe được khi âm thanh phát ra theo tần số tương ứng

Đối với 2 trường hợp trên để bắt được sóng âm thanh cần phải sử dụng máy đo tầm số âm thanh để có thể xác định được âm thanh có tần số chính xác nhất.

Tuy nhiên, hiện nay trên thế giới có một số người có thể nghe được mức âm thanh ở tần số ngưỡng cao hơn so với mức âm thanh bình thường mà con người nghe được. Đó là do cơ địa hoặc cấu tạo màng nhĩ của họ đặc biệt hơn so với người khác. Một số người khác cũng có sở thích nghe nhạc ở tần số cao hơn để kích thích thần kinh nhằm đạt được sự hưng phấn, giúp giải phóng các năng lượng tích cực, tăng động lực hơn trong cuộc sống.

Tần số dòng điện là gì?

Tần số dòng điện là gì? Thông thường đối với các thiết bị điện gia dụng như tivi, nồi cơm điện, máy giặt, điều hòa…đều ghi thông số kỹ thuật là 220V – 50Hz hay 220V – 60Hz.

Ở Việt Nam tần số được lựa chọn và sử dụng nhiều nhất là 50Hz nghĩa là trong khoảng thời gian 1/50s dòng điện sẽ quay về trạng thái ban đầu hay hiểu đơn giản là trong 1 giây dòng điện sẽ được lặp đi lặp lại khoảng 50 lần. Không chỉ ở Việt Nam hầu hết các nước trên thế giới đều sử dụng 50Hz vì thiết bị điện này dễ nhập khẩu, tiết kiệm năng lượng hơn trong quá trình truyền tải điện năng khi sử dụng thiết bị điện ở tần số 60Hz.

Tần số dòng điện hiện nay có 2 loại là tần số dòng điện 1 chiều và dòng điện xoay chiều. Cụ thể:

* Tần số dòng điện 1 chiều

Biên độ của dòng điện một chiều là một đường thẳng với cường độ dòng điện không thay đổi theo thời gian và chỉ đi theo một hướng nhất định. Do đó, tần số của dòng điện một chiều có giá trị bằng 0. 

Dòng điện 1 chiều thường được ứng dụng để sử dụng trong ắc quy, pin khởi động ô tô, chiếu sáng trên các thiết bị lập trình tín hiệu sử dụng trong công nghiệp. 

* Tần số dòng điện xoay chiều

Tần số dòng điện một chiều và xoay chiều có biên độ khác nhau

Tần số dòng điện xoay chiều hay tần số AC có biên độ của dòng điện xoay chiều là hình sin di chuyển đối xứng với 1 nửa là chu kỳ dương và 1 nửa chu kỳ âm. Do đó, tần số của dòng điện xoay chiều luôn khác 0.

Các công thức tính tần số thường sử dụng

Công thức tính tần số: Dựa theo bước sóng

Ta có:

f = V / λ

Trong đó:

• f: Tần số
• V: ký hiệu vận tốc dao động
• λ: ký hiệu bước sóng

Ngoài ra, trong khi tính tần số nên đưa các thành phần liên quan về đơn vị chuẩn là mét (bước sóng) hoặc đưa về cùng một đơn vị để dễ tính toán hơn.

Công thức tần số: tính sóng điện từ trong chân không

Công thức tính tần số sóng trong chân không và công thức tính tần số trong môi trường ngoài chân không cũng không giống nhau. Tuy nhiên, đối với môi trường chân không, vận tốc sóng sẽ không bị các yếu tố khác gây ảnh hưởng và vận tốc được tính bằng vận tốc ánh sáng. 

Công thức tần số tính sóng điện từ với sơ đồ sóng dao động theo hình sin

Công thức tính tần số của sóng điện từ trong chân không là: 

f = C / λ

Trong đó:

• C: là ký hiệu là vận tốc ánh sáng.
• f: là ký hiệu tần số.
• λ là ký hiệu của bước sóng.

Công thức tần số: theo thời gian hoặc theo chu kỳ

Một dao động sóng được đo theo đại lượng tính theo thời gian và tần số. Để hoàn thành một dao động sóng 2 đại lượng thời gian và tần số là vần thiết và tỉ lệ nghịch với nhau. 

Công thức tính tần số với thời gian hoàn thành dao động cho trước như sau:

f = 1/T

Trong đó:

• f là tần số
• T là ký hiệu chu kỳ thời gian mà một dao động cần để hoàn thành.

Công thức tần số: theo tần số góc

Để tính tần số dựa theo tần số góc của một sóng dao động ta có:

f = ω/(2π)

Trong đó:

• ω là ký hiệu tần số góc.
• f là ký hiệu tần số dao động
• π là hằng số pi, π xấp xỉ bằng 3,14

Phương pháp đo tần số là gì? Đo tần số bằng dụng cụ gì?

Để đo tần số có thể sử dụng các dụng cụ đo như đồng hồ vạn năng kỹ thuật số. Đồng hồ vạn năng kỹ thuật số này có thể đo tần số hoặc đếm tần số khá chính xác. 

Đồng hồ kỹ thuật số vạn năng có thể sử dụng để đo tần số mạch điện

Dụng cụ đo này sử dụng khá đơn giản thường sẽ cung cấp nhiều chức năng đo tần số.  Trước khi đi chỉnh đồng hồ sang chức năng đo tần số đơn vị Hz. Sau đó, lắp các đầu dò trên đồng hồ là màu đỏ và đen vào lần lượt các cực âm và dương của đồng hồ vạn năng. Tiếp theo đặt các đầu đo tiếp xúc với cả 2 cực của mạch mà bạn muốn đo. Lúc này trên màn hình hiển thị LCD sẽ hiện tần số của mạch đó.

Chú ý khi thực hiện phép đo, cần phải chuyển thiết bị sang chức năng đo tần số trước khi tiến hành cách bước dẫn đặt dây. Việc chuyển đổi chức năng sau khi dây dẫn tiếp xúc với mạch điện có thể dẫn đến làm hỏng đồng hồ vạn năng kỹ thuật số.

>>> Bài viết tham khảo: Dải hội tụ nhiệt đới là gì? Mùa hạ dải hội tụ nhiệt đới có đặc điểm gì?

Trên đây là tổng hợp các thông tin liên quan đến tần số là gì, tần số dao động là gì, đơn vị đo và các công thức tính tần số tương ứng. Ngoài ra, hiểu biết về tần số, nắm được các thông số kỹ thuật sẽ giúp bạn dễ dàng tiết kiệm được 1 khoản chi phí, có lựa chọn đúng đắn và phù hợp trước khi quyết định mua thiết bị gia dụng, công nghiệp đấy.