周波数変換・換算ツール

周期を数える

周波数は素朴な問いに答えます。あるものは1秒に何回繰り返すか。SI単位のヘルツは、まさにそれ、すなわち毎秒1周期と定義されます。家庭用電源の50 Hzもしくは60 Hzのうなりから、プロセッサ内部のギガヘルツ・クロック、分子結合のテラヘルツ振動まで、あらゆる周期現象は最終的にHzもしくはその倍数で表されます。

cpsからHzへ

20世紀半ばまで、技術者は「サイクル毎秒」あるいは単にcpsと書きました。国際電気標準会議は1930年、電磁波の実験的検証を行ったハインリヒ・ヘルツの名をこの単位に冠し、国際度量衡総会は1960年にヘルツをSI単位として正式に採用しました。古い表記は、ラジオのダイヤルやオシロスコープの取扱説明書の上に何年もの間とどまり続けました。

登場の場

業界ごとに同じ概念の異なる風味が好まれます。機械工学やモーター仕様ではRPM、すなわち毎分回転数が好まれ、1 Hzは60 RPMに等しい。ハードドライブのスピンドルは5400、7200、もしくは10000 RPMで回転し、車のタコメーターは6000のあたりでレッドゾーンに入り、航空機タービンははるかに高速で回ります。一方、物理学者はしばしば角周波数ωを使い、rad/sで測ります。通常の周波数fとはω = 2πfの関係にあります。

学生が点を落とす場面

2πの角周波数係数は、最もよく見られるつまずきの石です。地球の自転周波数は約1.16×10⁻⁵ Hzですが、角周波数では約7.27×10⁻⁵ rad/s。同じ自転を表していながら2πだけ異なるのです。他にも確実な罠があります。

• 「60 Hz商用電源」を60 RPMと読むこと。商用電源の数字は交流波形の周期数を指しており、回転するものは何もありません。
• RPMをそのままHzを期待する公式に代入すること。先に60で割らねばなりません。
• ラジオダイヤルのkHzとネットワーク回線のkbpsを混同すること。両者とも同じ接頭辞を使いますが、一方は波を、もう一方はビットを数えます。