Tần số và tất tần tật thông tin liên quan đến thuật ngữ này

Có thể nói, tần số là một thuật ngữ quen thuộc mà chúng ta thường nghe thấy rất nhiều đặc biệt trong quá trình nghiên cứu về sóng hoặc các hình thức truyền thông khác. Tuy nhiên, không phải ai cũng hiểu rõ về thuật ngữ này. Nếu bạn đang tìm hiểu về tần số và muốn biết nhiều hơn những thông tin liên quan đến thuật ngữ này thì hãy theo dõi nội dung bài viết sau đây nhé!

Tổng quát chung về tần số

Tần số có tên gọi quốc tế là Frequency và được ký hiệu chung là f. Nó biểu thị sự lặp đi lặp lại của một hiện tượng nào đó trong một đơn vị thời gian nhất định. Không khó để có thể tính được giá trị này, bạn chỉ cần lựa chọn một khoảng thời gian cụ thể sau đó ước tính số lần mà hiện tượng này được lặp lại trong thời gian đó. Tiếp đến, bạn sẽ thực hiện lấy kết quả thu được chia cho thời gian đã chọn ( số giây, số phút, số giờ…) từ đó sẽ ra được giá trị cần tìm.

Với cách tính đó thì người ta quy định được đơn vị đo tần số chính là nghịch đảo của thời gian. Ở hệ quốc tế, người ta ký hiệu đơn vị này là Hz, nó được lấy tên của một nhà vật lý Đức có tên là Heinrich Rudolf Hertz. Với mỗi Hz chính là sự lặp lại của 1 đại lượng nào đó trong một đơn vị thời gian được tính bằng giây.

Hiện nay, trong việc nghiên cứu khoa học, kỹ thuật thì f được sử dụng tương đối phổ biến. Nó là một tham số không thể thiếu sót trong các lĩnh vực này để xác định được tốc độ dao động của các hiện tượng như rung, tín hiệu âm thanh, sóng vô tuyến, ánh sáng,…

Cách để đo tần số bằng đồng hồ vạn năng

Để đo được tần số chính xác thì người ta thường sẽ ưu tiên sử dụng đồng hồ vạn năng. Hiện nay trên thị trường có 2 loại đồng hồ chính là: đồng hồ vạn năng không có nút tần số và đồng hồ vạn năng có nút đo tần số. Mỗi loại sẽ có cách đo khác nhau, cụ thể như sau:

Với đồng hồ vạn năng không có nút tần số

Cũng không quá khác biệt với cách đo điện trở hay dòng điện. Đối với loại đồng hồ này thì trước khi đo bạn cần phải kiểm tra thật kỹ thiết bị và đồng hồ của mình để đảm bảo rằng các thiết bị đều hoạt động trơn tru. Với 3 bước đơn giản sau đây bạn có thể dễ dàng kiểm tra được f:

• Bước 1: Tại phần thân của đồng hồ bạn sẽ điều chỉnh núm xoay sang HZ.
• Bước 2: Kết nối hai đầu chì màu đen và màu đỏ với giắc COM và Volt.
• Bước 3: Sau đó, bạn chỉ cần theo dõi kết quả được hiển thị trên màn hình. Đây chính là kết quả đo f bạn cần tìm.

Với các loại đồng đồ vạn năng có nút đo tần số thì bạn có thể dễ dàng đo được đại lượng này tại các thiết bị hay máy móc. Từ đó, việc sửa chữa các thiết bị cũng đảm bảo tính chính xác để các thiết bị được hoạt động chính xác nhất.

Với loại đồng hồ vạn năng không có nút đo tần số

Đối với những loại đồng đồ không có nút đo f thì các bước thực hiện để xác định đại lượng này cũng có đôi chút khác biệt. Nếu bạn vẫn muốn sử dụng nó để đo thì có thể thực hiện các bước sau đây:

• Bước 1: Thực hiện xoay mặt số sang phần điện áp xoay chiều. Trong trường hợp không xác định được chính xác điện áp trong mạch thì bạn sẽ chọn thang đo cao nhất. Với nhiều đồng hồ hiện nay sẽ có tự động lựa chọn phạm vi nên việc thực hiện cũng đơn giản hơn.
• Bước 2: Sau khi đã xoay mặt số sang phần điện áp xoay chiều thì bạn sẽ chèn đầu dò với các giắc Volt và COM.
• Bước 3: Tiến hành kết nối cùng với những thử nghiệm dẫn mạch. Khi đã kết thúc, bạn sẽ đưa que màu đỏ ra trước sau đó là que màu đen.
• Bước 4: Đọc kết quả điện áp được hiển thị trên màn hình. Khi dụng cụ đo diện vẫn được kết nối với mạch bạn sẽ chọn Hz.
• Bước 5: Lúc này biểu tượng Hz sẽ xuất hiện tại màn hình phải, biểu thị số đo tần số bạn đã thực hiện đo.

Các loại tần số thường gặp hiện nay

Tần số được phân chia ra thành nhiều loại khác nhau. Tuy nhiên, trên thực tế chúng ta sẽ bắt gặp 4 loại chính đó là:

Tần số âm thanh

Tần số âm thanh được ký hiệu là AF, nó chính là một dạng sóng cơ rung ở mức mà con người có thể nghe thấy được. Giá trị của f mà con người có thể nghe được nằm trong khoảng từ 20-20000Hz. Sau đây là một vài mô tả đại lượng này :

• 16 – 32Hz: Đây là khoảng nằm dưới khả năng nghe của con người và nó chính là nốt thấp nhất của đàn đại phong cầm.
• 32 – 512Hz: Đây là khoảng có thể nghe được, nó nằm ở giọng nam trầm lúc thấp.
• 512 – 2048Hz: Đây là khoảng nghe rõ mà con người thường dùng để giao tiếp với nhau.

• 2048 – 8192 Hz: Đây là khoảng có thể nghe được âm thanh, lời nói.
• 8192 – 16384: Tại khoảng này thì khi nghe ta sẽ có cảm giác chói tai.
• 16384 – 32768: Khoảng này nằm ngoài ngưỡng nghe của con người.

Tần số ánh sáng

Như chúng ta đã biết, ánh sáng được tạo ra là nhờ sự dao động của điện trường và từ trường trong không gian. Tần số sóng của ánh sáng thường được người ta xác định dựa trên màu sắc của nó. Một vài loại sóng chúng ta thường gặp như: sóng bức xạ hồng ngoại, vô tuyến hay sóng điện từ,… Trong đó thì sóng vô tuyến có giá trị f thấp nhất và cao nhất là tia gamma.

Tần số quét màn hình

Đơn vị này chính là số lần mà màn hình được cập nhật trong mỗi giây và nó cũng được đo bằng đơn vị Hz. Có một sự thực là những hình ảnh hay video chúng ta xem được trên các thiết bị điện tử thực chất không phải là hình ảnh động liên tục mà chúng là chuỗi các ảnh tĩnh được chiếu lên với tốc độ cao tạo cho người nhìn có cảm giác như chúng đang chuyển động.

Tần số dòng điện

Trong vật lý chúng ta có thể bắt gặp đại lượng này trong dòng điện một chiều và dòng điện hai chiều. với dòng điện một chiều thì nó có cường độ không đổi theo thời gian nên biên độ của dòng điện này thường sẽ là một đường thẳng. Còn biên độ f của dòng điện xoay chiều nó sẽ có hình dạng là hình sin và đối xứng với nhau qua đồ thị.

Các ký hiệu và khái niệm có liên quan đến tần số

Để nắm chắc được những thông tin cơ bản có liên quan đến tần số thì bạn cần phải biết được những ký hiệu có liên quan về chủ đề này. Ví dụ như:

• Tần số thường được ký hiệu là f trong hệ giao động SI thể hiện số lần mà một hiện tượng được lặp lại trong một đơn vị thời gian.
• Hertz được ký hiệu là hz, mỗi Hz sẽ tương ứng với một chu kỳ được tính trên một đơn vị thời gian là giây.
• Chu kỳ của một dao động được ký hiệu là T, nó thể hiện thời gian để một vật có thể thực hiện được trọn vẹn 1 dao động toàn phần.
• Thời gian: Đây là khoảng thời gian cần thiết để một chu kỳ có thể thực hiện hoàn chỉnh.

T và f là hai đại lượng có mối quan hệ đặc biệt. Khi đã biết được đại lượng này người ta có thể dễ dàng tính được đại lượng còn lại dựa vào công thức: T=1/f, f=1/T.

Phân biệt các giá trị tần số 50Hz và 60hz

Chúng ta sẽ rất khó để có thể phân biệt các giá trị của f nếu không có những thiết bị chuyên dụng. Hiện nay, có hai giá trị f của dòng điện xoay chiều mà chúng ta thường sẽ hay bắt gặp đó chính là 50Hz và 60Hz. Thường thì mỗi giá trị sẽ sẽ có những ưu nhược điểm khác nhau tùy thuộc vào từng quan điểm của mỗi quốc gia.

Tại Việt Nam thì cơ bản hai dải tần số này khá phù hợp bởi nó phù hợp với số đôi cực và tốc độ quay của máy phát điện. Trong trường hợp giá trị của f quá cao có thể làm tăng tổn hao bậc cao. Tuy nhiên, nếu như giá trị của f giảm xuống rất nhiều thì một số thiết bị chiếu sáng như đèn huỳnh quang có thể bị rung.

Tuy nhiên, tùy thuộc vào mỗi quốc gia mà người ta sẽ chọn giá trị tần số khác nhau để phù hợp. Sự khác biệt nhất giữa hai dải f này mà chúng ta có thể dễ dàng nhận biết được đó là về vấn đề bảo vệ và khả năng truyền tải điện năng. Cụ thể:

Về khả năng bảo vệ

Với mạng 60Hz thì nó đòi hỏi các thiết bị đóng cắt cùng rơ-le bảo vệ phải có thời gian nhanh hơn 50Hz.  Ví dụ, với dòng điện 50Hz thì với các loại máy cắt hiện nay có thể cắt được là 30ms nhưng với f là 60Hz thì cần 25ms. Như vậy, có thể thấy được trong một hệ thống phối hợp bảo vệ thì f là 60Hz sẽ có thời gian yêu cầu nhanh hơn.

Về tốc độ truyền tải

Với giá trị là 60Hz thì trong 1 giây thì giá trị hiệu dụng của dòng điện này sẽ cao hơn so với 50Hz. Vì thế các loại máy phát, các thiết bị đóng cắt hay các động cơ của dòng 60Hz đề sẽ có tốc độ nhanh hơn nhiều so với 50Hz.

Mặc dù giá trị dòng điện f bằng 60Hz có tốc độ truyền tải và khả năng bảo vệ cao. Nhưng ở Việt Nam cùng các nước Đông Nam Á thì giá trị 50Hz lại được sử dụng phổ biến hơn. Bởi ở giá trị f là 60 thì nó sẽ luôn đòi hỏi phải cách điện cao hơn so với 50Hz.

Trong quá trình truyền tải dòng điện thì số tiền bỏ ra so với dòng điện 220V/50hz sẽ ít hơn. Bởi trong trường hợp điện áp càng cao thì khả năng sụt giảm áp sẽ thấp đi. Khi sử dụng hệ thống 110V/60hz mặc dù an toàn nhưng nếu không sử dụng dây tiếp địa thì hiện tượng chạm pha sẽ rất dễ xảy ra.

Kết luận

Vậy là bài viết trên chúng ta đã cùng nhau tìm hiểu chi tiết những thông tin có liên quan đến thuật ngữ tần số. Nếu bạn còn bất cứ thắc mắc nào về nội dung được chia sẻ trên thì hãy để lại câu hỏi bên dưới để chúng ta cùng nhau trao đổi nhé!