Frequentie-omrekener

Trillingen tellen

Frequentie beantwoordt een eenvoudige vraag: hoe vaak herhaalt iets zich in één seconde? De SI-eenheid, de hertz, is precies zo gedefinieerd — één trilling per seconde. Van de 50- of 60-Hz-bromtoon van het lichtnet via de gigahertzkloks in processoren tot de terahertztrillingen van moleculaire bindingen: elk periodiek verschijnsel wordt uiteindelijk uitgedrukt in Hz of een van de veelvouden daarvan.

Van cps naar Hz

Tot het midden van de 20e eeuw schreven ingenieurs "cycles per second" of simpelweg cps. De Internationale Elektrotechnische Commissie hechtte de naam van Heinrich Hertz in 1930 aan de eenheid, ter ere van zijn experimentele bevestiging van elektromagnetische golven, en de Algemene Conferentie voor Maten en Gewichten nam de hertz in 1960 formeel aan als SI-eenheid. De oudere notatie bleef nog jarenlang hangen op radioschalen en in oscilloscoophandleidingen.

Waar het opduikt

Verschillende bedrijfstakken leunen op verschillende varianten van hetzelfde idee. De werktuigbouwkunde en motorspecificaties geven de voorkeur aan tpm — toeren per minuut — waarbij 1 Hz gelijk is aan 60 tpm. Spindels van harde schijven draaien op 5400, 7200 of 10000 tpm; toerentellers van auto's komen ergens boven de 6000 in het rood; vliegtuigturbines draaien veel hoger. Natuurkundigen werken daarentegen vaak met de hoekfrequentie ω, gemeten in rad/s, die met de gewone frequentie samenhangt via ω = 2πf.

Waar studenten punten verliezen

De hoekfrequentiefactor 2π is verreweg het meest voorkomende struikelblok. De aardrotatie heeft een frequentie van ongeveer 1,16 × 10⁻⁵ Hz, maar een hoekfrequentie van ruwweg 7,27 × 10⁻⁵ rad/s — ze beschrijven dezelfde draaiing, maar verschillen een factor 2π. Andere betrouwbare valkuilen:

• "60 Hz net" lezen als 60 tpm. Het netcijfer verwijst naar de cycli van de wisselspanningsgolfvorm, niet naar iets wat draait.
• tpm rechtstreeks invullen in een formule die Hz verwacht — deel eerst door 60.
• kHz op een radioschaal verwarren met kbps op een netwerkverbinding; beide gebruiken het voorvoegsel, maar het ene telt golven en het andere telt bits.