Tần số là gì? Tổng quan về tần số và công thức tính

Tần số hiện diện ở mọi lĩnh vực đời sống, rõ nhất là các loại sóng trong hình thức truyền tin. Chúng ta đã nghe đến thuật ngữ này rất nhiều lần, nhưng tần số là gì? Ý nghĩa của nó ra sao? Công thức tính dựa vào các yếu tố nào? là điều mà không phải ai cũng biết. Chính vì vậy, trong bài viết này, Phúc Bền sẽ cung cấp các thông tin liên quan, giúp bạn giải đáp mọi thắc mắc.

Tần số là gì?

Tần số (Frequency/Pulse), ký hiệu f là số lần lập đi lập lại của một hiện tượng trong khoảng thời gian nhất định. Để tính f, chúng ta cần chọn khung giờ cụ thể, đếm số lần hiện tượng xuất hiện rồi chia cho thời gian đã chọn.

Trong hệ đo lường quốc tế, đơn vị tần số là Hz – được đặt theo tên của nhà vật lý Đức Heinrich Rudolf Hertz. 1Hz tương ứng với số lần lập lại của hiện tượng là 1 lần trên giây.

1 Hz = 1 / s

Ngoài Hz, f còn có các đơn vị đo khác là:

• • RPM: ký của hiệu của số vòng quay trong 1 phút, dùng cho tốc độ động cơ.
  • BPM: ký hiệu của số nhịp đập trong 1 phút, dùng cho lĩnh vực y tế để đo nhịp tim.

Ngoài f, chúng ta có chu kỳ dao động (T) là thời gian để sự vật, hiện thực hiện hết một dao động toàn phần. Hai đại lượng này có mối quan hệ nghịch đảo với nhau.

Cách tính chu kỳ như sau:

T = 1 / f

Thông tin cơ bản về tần số

Để hiểu rõ hơn về tần số, ngoài định nghĩa tổng quát, chúng ta cần tìm hiểu các thông tin liên quan. Bao gồm những nội dung sau:

Các khái niệm

• • Hz (Hertz) là đơn vị của f
  • Chu kỳ là thuật ngữ chỉ làn sóng hoàn chỉnh trong dòng điện xoay chiều hoặc điện áp
  • Luân phiên là cách gọi của một nửa chu kỳ
  • Tần số âm thanh mà tai người có thể nghe được là 15 Hz đến 20kHz
  • Tần số vô tuyến dao động trong khoảng 30 – 300kHz
  • Tần số thấp: 300kHz – 3MHz
  • Tần số trung bình: 3 – 30MHz
  • Tần số cao: 30 – 300MHz

Tần số liên hệ với chu kỳ

Như chúng ta đã biết, f là đại lượng nghịch đảo với T, được tính theo công thức:

f= 1/T

Tần số trong chuyển động sóng

Là khái niệm chỉ số lần nhìn thấy đỉnh sóng tại một điểm, trong khoảng thời gian nhất định. Từ đây có thể tính f thông qua chu kỳ và vận tốc sóng.

f = V / λ

Trong đó:

• • V là vận tốc sóng
  • λ là bước sóng

Tần số quét màn hình

Là thuật ngữ thường dùng khi nhắc đến thông số kỹ thuật của các thiết bị điện tử như laptop, tivi, màn hình LCD hoặc LED. Khái niệm này thể hiện lượng khung hình có thể phát sóng trong 1 giây, phổ biến hiện nay là 60Hz, 120Hz, 144Hz.

Tần số âm thanh nghe được

Là một dạng năng lượng dưới dạng sóng truyền trong không gian mà thính giác có thể nghe được, thường dao động từ 20 – 20.000Hz.

Phương pháp đo

Có nhiều cách để đo tần số, đơn giản nhất là sử dụng đồng hồ vạn năng. Đây cũng được xem là phương pháp hiện đại, được sử dụng phổ biến nhất hiện nay. Trước tiên, chúng ta cần chuyển loại đồng hồ này về chức năng đo f. Sau đó, lắp chính xác đầu dò đỏ và đen vào các âm – dương. Đặt 2 đầu dò tiếp xúc với 2 cực mà bạn muốn đo, f của mạch được đo sẽ lập tức hiển thị trên màn hình.

Công thức tính tần số

Tùy thuộc vào những dữ kiện khác nhau mà chúng ta có các công thức tính f riêng, phải kể đến như:

Dựa vào bước sóng

Nếu có bước sóng và vận tốc dao động, công thức tính f được thực hiện như sau:

f = V / λ

Trong đó:

• V là vận tốc sóng
• λ là bước sóng

Dựa vào tần số sóng điện từ trong chân không

f trong môi trường chân không hay ngoài chân không đều có cùng công thức như. Tuy nhiên, ở môi trường chân không, vận tốc sóng không bị ảnh hưởng bởi các yếu tố khác nên ngang bằng với vận tốc ánh sáng. Từ đó, ta có biểu thức như sau:

f = C/ λ

Trong đó:

• λ là bước sóng
• C là vận tốc ánh sáng

Dựa vào thời gian hoặc chu kỳ

Để hoàn thành một dao động sóng, f và T là 2 đại lượng đóng vai trò quan trọng nhất. Chúng có mối quan hệ đảo nghịch với nhau, từ đó, ta có công thức:

f= 1/T

Dựa vào tần số góc

Khi biết tần số góc của sóng, ta có công thức f như sau:

f = ω / (2π)

Trong đó:

• ω là ký hiệu của tần số góc
• π là hằng số pi, π = 3,14

Thay lời kết

Như vậy, chúng ta đã vừa tìm hiểu những thông tin thú vị về tần số, biết rõ đại lượng này cùng các khái niệm liên quan và công thức tính. Thông qua bài viết, Phúc Bền hy vọng đã giải đáp phần nào thắc mắc của các bạn, đồng thời trang bị thêm một số kiến thức cần thiết để phục vụ nhu cầu cuộc sống và lao động.