Tần số là gì?
Tần số (Frequency) là số lần một hiện tượng lặp lại trong một khoảng thời gian. Để tính tần số, tiến hành đếm số lần xuất hiện của hiện tượng vật thể và chia cho thời gian đã chọn. Áp dụng hệ đo lường quốc tế, đơn vị tần số được đặt theo tên của nhà vật lý người Đức Heinrich Rudolf Hertz và được ký hiệu là Hz. 1 Hz tương đương với một lần xuất hiện của hiện tượng trong mỗi giây.
Chu kỳ dao động là thời gian mà vật thực hiện một chu kỳ hoàn toàn. Kí hiệu: T.
Có mối quan hệ nghịch đảo giữa chu kỳ và tần số:
Chu kỳ nghịch đảo với tần số dao động. Ta có thể tính chu kỳ từ tần số và ngược lại. T = 1/f, f = 1/T.
Các loại tần số thường gặp
Tần số liên hệ với chu kỳ
Tần số có thể được tính bằng cách liên kết với chu kỳ, tức thời gian giữa hai sự kiện liên tiếp. Tần số f là nghịch đảo của chu kỳ T:
f = 1 / T
Tần số quét màn hình là gì?
Thuật ngữ “tần số quét” thường được sử dụng rộng rãi trong các thông số kỹ thuật của các thiết bị điện tử có màn hình như TV, điện thoại thông minh, máy tính xách tay, máy tính bảng,… Dù là màn hình LCD hay màn hình LED, tần số quét đều là một yếu tố quan trọng.
Tần số quét của một màn hình đề cập đến số lượng khung hình có thể được hiển thị trong một giây. Như chúng ta đã biết, các đoạn phim được phát bằng cách liên tiếp hiển thị các khung hình. Khi số lượng khung hình hiển thị nhiều hơn và nhanh hơn, chất lượng video sẽ cải thiện và các chuyển động trong video sẽ trở nên mượt mà hơn đáng kể. Ví dụ, chúng ta thường nghe về các tần số quét màn hình như 60Hz, 120Hz, 144Hz,… Điều này cho biết các loại màn hình này sẽ hiển thị lần lượt 60, 120, 144,… khung hình trong một giây.
Tần số âm thanh nghe được.
Âm thanh là một dạng năng lượng mà thính giác của con người cảm nhận thông qua việc phát hiện sóng lan truyền trong không gian và tiếp nhận bởi màng nhĩ. Thông thường, con người có khả năng nghe âm thanh trong khoảng từ 20 – 20000Hz. Dãy tần này có một số đặc điểm như sau:
– Tần số dưới 20Hz gọi là hạ âm, con người có thể cảm nhận được nhưng không thể nghe thấy.
– Tần số trên 20000Hz gọi là siêu âm, tương tự như hạ âm, con người cũng có thể cảm nhận được nhưng không thể nghe thấy tần số này.
Một số người có khả năng nghe âm thanh trong khoảng từ 20 – 20000Hz và hơn nữa. Điều này phụ thuộc vào cơ địa cũng như cấu trúc đặc biệt của màng nhĩ của họ, giúp họ có ngưỡng nghe cao hơn.
Tần số trong chuyển động sóng
Trong chuyển động sóng, tần số đại diện cho số lần quan sát thấy đỉnh sóng tại một điểm trong một đơn vị thời gian. Trong âm nhạc, tần số sóng âm được xác định bởi các nốt nhạc.
– Liên quan đến bước sóng:
Bước sóng của một sóng được tính bằng cách nhân chu kỳ với vận tốc sóng. Vì vậy, tần số f có thể tính bằng cách chia vận tốc sóng v cho bước sóng λ:
f = v / λ
– Trên các môi trường truyền sóng:
Khi sóng đi qua các môi trường khác nhau, tần số không thay đổi (tuy nhiên, vận tốc và bước sóng có thể thay đổi).
Công thức tính tần số
Để tính được tần số có một số cách làm sau:
Dựa vào bước sóng
Khi có thông số bước sóng và tốc độ dao động của bước sóng. Tần số được tính toán dựa vào công thức chính sau:
f=V/λ
Cụ thể:
- V: Vận tốc sóng
- f: Tần số
- λ: Bước sóng
Dựa vào tần số sóng điện từ trong chân không
Trong môi trường chân không thì tốc độ sóng không gây ảnh hưởng tiêu cực nào đến các yếu tố môi trường. Chính vì thế tốc độ sóng điện từ trong môi trường này thường được đo bằng tốc độ ánh sáng, ta có thể tính toán theo những công thức sau:
f = C/λ
Cụ thể:
- C: Vận tốc ánh sáng
- λ: Bước sóng
Dựa trên thời gian hoặc chu kỳ
Tần số có thể được tính toán dựa vào chu kỳ và thời gian tần số xuất hiện liên tiếp. Cụ thể tần số f luôn tỷ lệ nghịch với chu kỳ T và tính theo công thức:
f = 1 / T
Dựa trên tần số góc
Khi có thông số tần số góc của sóng, thì lúc này công thức tính tần số chuẩn như sau:
f = ω / (2π)[3]
Cụ thể:
- ω: Là tần số góc
- π: Là hằng số pi= 3,14.
Tần số dòng điện là gì?
Các thiết bị điện nồi cơm, tivi, tủ lạnh, bàn ủi, máy giặt, máy lạnh,… thường được tần số sử dụng điện là 220V – 60Hz hoặc 220V – 50Hz. Tại Việt Nam, mạng lưới điện dân dụng hoạt động dưới 50Hz. Điều này có nghĩa là trong mỗi giây, dòng điện sẽ hoàn tất một chu kỳ và quay trở về trạng thái ban đầu sau khoảng thời gian 1/50s. Nói cách khác, dòng điện sẽ được lập lại khoảng 50 lần trong một giây.
– Tần số của dòng điện một chiều: Dòng điện một chiều có biên độ không đổi theo thời gian và chảy theo một hướng nhất định. Do đó, tần số của dòng điện một chiều là 0 theo nghiên cứu. Một số ứng dụng cụ thể của dòng điện một chiều bao gồm ắc quy, pin sử dụng trong khởi động ô tô, chiếu sáng và các thiết bị lập trình tín hiệu trong công nghiệp.
– Tần số dòng điện xoay chiều: Dòng điện xoay chiều có biên độ hình sin di chuyển đối xứng, với nửa chu kỳ dương và nửa chu kỳ âm. Do di chuyển theo dạng hình sin, tần số dòng điện xoay chiều sẽ khác 0. Ở Việt Nam, chúng ta có hai tần số chính cho dòng điện xoay chiều là 50Hz và 60Hz. Tương tự, với tần số dòng điện 60Hz, trong khoảng thời gian 1/60s, dòng điện sẽ trở về trạng thái ban đầu, và nói cách khác, trong một giây, dòng điện sẽ lặp lại khoảng 60 lần.
Hướng dẫn cách phân biệt tần số 50hz và 60hz là gì?
Tần số sử dụng của 50hz chậm hơn tần số hoạt động 60hz.
Động cơ hoạt động 60hz thường xuất hiện tốc độ chạy cao hơn so với 50hz vì hệ thống cần thiết kế và vận hành tốt hơn.
Nhờ thiết kế máy biến áp thì 60hz thường được tối ưu vật liệu nhưng sẽ gây ra tổn thất điện áp trên đường dây dẫn do f tăng, XL tăng => tổn thất tăng nhanh hơn.
Với đường dây dẫn truyền tải và phân phối thì Zr xuất hiện ở đường dây sẽ tăng 20% nên xuất hiện tình trạng sụt áp. Thêm vào đó điện dung đường dây thường giảm 20% thì tác động vào điện lưới sẽ mạnh và nhanh chóng hơn. Tình trạng hiệu ứng bề mặt này sẽ có dấu hiệu tăng lên nên yêu cầu công suất đường dây phải lớn.
Bên cạnh đó thời gian 2 dòng điện cũng có sự khác biệt tạo ra giá trị hiệu dụng của 60hz cao hơn 50hz trong vòng 1s.
Vì sao Việt Nam lại sử dụng dòng điện tần số 50hz hơn 60hz ?
Tại thị trường Việt Nam các thiết bị điện đều sử dụng tần số 50Hz thay vì 60Hz. Đơn giản vì các lý do sau:
Tần số nguồn 60hz bắt buộc các thiết bị cách điện cao nên chi phí thường cao hơn so với tần số 50hz.
Hầu hết các thiết bị điện trên thế giới đều sử dụng tần số 50hz nên việc tương thích với thiết bị dễ dàng và an toàn hơn.
Thêm vào đó dòng điện 220V/50hz có khả năng tối ưu dòng điện tốt hơn. Mặc dù điện áp của hệ thống điện 110V/60hz nhằm đảm bảo an toàn nhưng không sử dụng dây nối đất. Vì thế thường dễ bị mất pha.
Với toàn bộ thông tin trong bài viết này hy vọng giúp mọi người hiểu tần số là gì khi nghiên cứu và tìm hiểu thông tin. Nếu mọi người có quan tâm đến tần số và muốn biết cách sử dụng hiệu quả thì hãy theo dõi Tuấn Hưng Phát để có những cập nhật tốt nhất nhé.
