Tần số là gì, hz (hertz là gì). Đặc điểm các loại tần số

Ghi chú: Tài liệu trích dẫn

Khái niệm tần số thường được nhắc tới khi nghiên cứu về các loại sóng hay các hình thức truyền tin. Vậy tần số là gì? Các dải tần số phổ biến nhất hiện nay là gì? Hãy cùng tìm hiểu trong nội dung thông tin chi tiết trong bài viết dưới đây của Vietlearn.org nhé.

Tần số là gì? Một số khái niệm liên quan

Tần số là gì? hz (hertz ) là gì?

Tần số là số lần của một hiện tượng lặp đi lặp lại trên một đơn vị thời gian. Để tính tần số, chọn một khoảng thời gian và đếm số lần xuất hiện của hiện tượng trong thời gian đó rồi chia số này cho khoảng thời gian đã chọn. Như vậy, đơn vị đo tần số là nghịch đảo đơn vị đo thời gian.

Trong hệ đơn vị đo lường quốc tế, đơn vị này là hertz kí hiệu hz, được đặt theo tên của nhà vật lý Đức – Heinrich Rudolf Hertz. 1 hz cho biết tần số lặp lại của sự việc đúng bằng 1 lần trong mỗi giây: 1 hz=1/s

Một số đơn vị đo tần số đó là:

Số vòng quay một phút (rpm) (revolutions per minute): được dùng cho tốc độ động cơ.

Số nhịp đập một phút (bpm) (beats per minute): dùng cho nhịp tim, các nốt trong âm nhạc,…

Một số khái niệm liên quan

Hertz (hz): một hz bằng một chu kỳ mỗi giây

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

Luân phiên: là một nửa của chu kỳ

Thời gian: khoảng thời gian cần thiết để tạo ra một chu kỳ hoàn chỉnh của dạng sóng.

Tần số âm thanh: từ 15hz đến 20hz (phạm vi thính giác của con người).

Tần số vô tuyến: từ 30-300hz

Tần số thấp: 300kHz đến 3 megahertz (MHz).

Tần số trung bình: 3-30 MHz

Tần số cao: 30-300 MHz

Tần số được sử dụng để mô tả hoạt động của các thiết bị điện. Một số dải tần suất phổ biến đó là:

Tần số dòng điện thường là 50hz hoặc 60hz

Các ổ đĩa biến tần, sử dụng tần số sóng mang 1-20 kilo hertz (kHz)

Các công thức tính tần số

Công thức tính dựa vào bước sóng

Khi biết trước bước sóng và vận tốc dao động, tần số sẽ được tính bằng công thức:

f=V/λ

Trong đó:

V: là vận tốc sóng

f: là tần số

λ: là bước sóng

Công thức tính dựa trên sóng điện từ trong chân không

Công thức tần số trong chân không cũng có công thức tính trong môi trường ngoài chân không. Tuy nhiên, trong môi trường chân không thì vận tốc sóng sẽ không bị ảnh hưởng bởi các yếu tố khác. Vì thế vận tốc sóng điện từ trong môi trường này sẽ bằng với vận tốc ánh sáng. Công thức tính là:

f = C/λ

Trong đó:

C: vận tốc ánh sáng

λ: bước sóng

Công thức tính dựa trên thời gian hoặc chu kỳ

Tần số và thời gian là đại lượng cần để hoàn thành một dao động sóng và chúng tỉ lệ nghịch với nhau. Công thức khi biết thời gian dao động sẽ là:

f =1/T[2]

Trong đó:

T: chu kì thời gian hay lượng thời gian cần để hoàn thành một dao động.

Công thức tính dựa trên tần số góc

Khi biết tần số góc của một sóng, để tính tần số chuẩn của sóng đó, ta áp dụng công thức:

f= / (2)[3].

Trong đó:

là tần số góc

là hằng số pi= 3,14.

Các loại tần số phổ biến hiện nay

Tần số quét màn hình

Cụm từ “tần số quét” xuất hiện rất nhiều trong các thông số kỹ thuật của thiết bị điện tử như tivi, máy tính, máy lạnh,…Dù là màn hình LCD hay LED đều có tần số quét. Tần số quét màn hình là gì? là lượng khung hình có thể chạy trong khoảng thời gian là một giây. Như bạn đã biết, thì các đoạn phim sẽ được phát thông qua việc lật khung hình.

Lượng khung hình được lật càng nhiều và càng nhanh sẽ giúp cho chất lượng video được tốt hơn và giúp các chuyển động trong video mượt hơn. Ví dụ bạn có các loại tần số quét màn hình như 60hz, 120hz,..điều này có nghĩa là các loại màn hình sẽ có khung hình chạy lần lượt 60, 120,…trên một giây.

Tần số âm thanh tai người nghe được

Âm thanh là dạng năng lượng được cảm nhận bởi thính giác của con người thông qua việc cảm nhận sóng lan truyền trong không gian, được nhận với màng nhĩ. Thông thường, con người sẽ có thể nghe được các loại âm thành trong khoảng 20-20000hz. Dãy số này sẽ có các đặc điểm đó là:

Tần số dưới 20hz được gọi là hạ âm, bạn có thể cảm nhận được nhưng không nghe được chúng.

Tần số trên 20000hz được gọi là siêu âm, bạn chỉ có thể cảm nhận và không thể nghe được.

Một vài trường hợp vẫn nghe được âm thanh này trong khoảng 20-20000hz do cơ địa cũng như cấu tạo màng nhĩ của họ đặc biệt khiến họ có ngưỡng nghe cao hơn.

Tần số dòng điện

Tần số dòng điện là gì? Các thiết bị điện gia dụng như tivi, tủ lạnh,…đều để thông số trên thiết bị là 220V/50hz hoặc 220V/60hz. Tại Việt Nam, mạng lưới sử dụng phổ biến nhất là tần số 50hz, nghĩa là trong khoảng thời gian 1/50s thì dòng điện sẽ quay trở về trạng thái ban đầu. Hiểu một cách khác trong dòng điện sẽ lặp lại khoảng 50 lần.

Tần số dòng điện 1 chiều

Biên độ dòng điện một chiều sẽ có một đường thẳng, có cường độ không đổi theo thời gian và đi theo một hướng nhất định. Bởi vậy, tận số của dòng điện một chiều sẽ có giá trị bằng 0. Các thiết bị sử dụng dòng điện một chiều như ắc quy, pin chiếu sáng,….

Biên độ của dòng điện xoay chiều sẽ có hình dáng là một hình sin di chuyển đối xứng với nhau với nửa chu kỳ dương và dương. Vì di chuyển theo dạng hình sin nên tần số của dòng điện xoay chiều sẽ là 0. Ở Việt Nam, có 2 dạng tần số dòng điện đó là 50hz và 60hz. Tương tự, tần số 60hz sẽ có khoảng thời gian là 1/60s thì dòng điện sẽ quay về trạng thái bên đầu, một cách khác thì trong 1s dòng điện sẽ được lặp lại khoảng 60 lần.

Hướng dẫn cách phân biệt tần số 50hz và 60hz

Điểm khác biệt lớn nhất giữa 2 tần số 50hz và 60hz đó là:

Tần số 60hz sẽ có tốc độ nhanh hơn so với 50hz.

Moment của 2 dòng điện có tần số 50hz và 60hz cũng có sự khác biệt, trong 1s thì giá trị hiệu dụng của 60hz sẽ cao hơn so với 50hz

Đối với động cơ và máy phát: động cơ và máy phát cần phải chạy nhanh hơn. Vì thế thiết kế sẽ đặt tiền hơn do phải tính toán lực ly tâm, lịch ma sát cao hơn.

Với đường dây truyền tải và phân khối: trở kháng (Zr) đường dây sẽ tăng hơn 20% nên sụt áp sẽ cao hơn. DUng kháng đường dây giảm 20%, ảnh hưởng đến lưới điện sẽ mạnh hơn. Hiệu ứng bề mặt tăng lên nên yêu cầu thiết diện dây cũng cần phải lớn hơn.

Đối với máy biến áp, sự cân đối giữa thép và đồng sẽ khác đi. Giảm được thép, khối lượng đồng nhưng sẽ không giảm được diện tích cửa sổ, nên tổng biến trở máy biến áp sẽ thay đổi, từ thông tản tăng lên. Hệ 60hz sẽ tiết kiệm được ít vật tư nguyên liệu khi chế tạo thiết bị điện nhưng sẽ bị tổn thất điện áp trên đường dây nhiều hơn. Lý do khi f tăng thì XL sẽ tăng theo, tổn thất trên đường dây sẽ tăng.

Các động cơ 60hz sẽ phải chạy với tốc độ cao hơn nếu chạy 50hz, do hệ thống cơ khí phải thiết kế tốt hơn, đắt tiền hơn.

Vì sao Việt Nam lại sử dụng dòng điện tần số 50hz hơn 60hz ?

Tại Việt Nam dòng điện 50hz được sử dụng phổ biến hơn 60hz bởi các lý do sau đây:

Tần số 60hz thiết bị phải có sự cách điện cao hơn, tiêu tốn chi phí nhiều hơn.

Đa số các quốc gia trên thế giới đều sử dụng dòng điện có tần suất 50hz nên việc nhập khẩu các thiết bị tương thích tần suất sẽ dễ dàng hơn. Điều này giúp cho các thiết bị hoạt động hiệu quả và an toàn hơn.

Trong truyền tải điện năng thì dòng điện 220V/50hz sẽ tiết kiệm hơn, điện áp càng cao thì sụt giảm càng thấp. Hệ thống 110V/60hz an toàn về mặt điện áp nhưng lại không sử dụng dây tiếp địa nên khi xảy hiện tượng chạm pha, các thiết bị bảo vệ sẽ không tác động vì không xảy ra ngắn mạch. Mặc dù điện áp 220V/50hz nguy hiểm hơn về điện áp nhưng khi chạm pha các thiết bị điện sẽ được bảo vệ ngay lập tức.

Với các nội dung chi tiết trong bài viết “Tần số là gì, hz (hertz là gì). Đặc điểm các loại tần số” mong rằng sẽ giúp ích bạn. Nếu có bất kỳ thắc mắc nào cần được giải đáp, quý khách hàng hãy comment phía dưới, chúng tôi sẽ giải đáp bạn nhanh chóng và hoàn toàn miễn phí.