Konwerter Częstotliwość

Liczenie cykli

Częstotliwość odpowiada na proste pytanie: ile razy coś powtarza się w ciągu jednej sekundy? Jednostka układu SI, herc, jest zdefiniowana dokładnie tak — jeden cykl na sekundę. Od buczenia sieci elektrycznej o 50 lub 60 Hz, przez gigahercowe taktowanie wewnątrz procesorów, aż po terahercowe drgania wiązań cząsteczkowych — każde zjawisko okresowe zostaje ostatecznie wyrażone w Hz lub jednej z jego wielokrotności.

Od cps do Hz

Do połowy XX wieku inżynierowie pisali „cycles per second" albo po prostu cps. Międzynarodowa Komisja Elektrotechniczna nadała jednostce imię Heinricha Hertza w 1930 roku na cześć jego eksperymentalnego potwierdzenia fal elektromagnetycznych, a Generalna Konferencja Miar formalnie przyjęła herc jako jednostkę układu SI w 1960 roku. Starszy zapis utrzymywał się jeszcze przez lata na skalach radioodbiorników i w instrukcjach oscyloskopów.

Gdzie się pojawia

Różne branże opierają się na różnych odmianach tej samej idei. Inżynieria mechaniczna i specyfikacje silników wolą obr./min — obroty na minutę — gdzie 1 Hz równa się 60 obr./min. Wrzeciona dysków twardych obracają się z prędkością 5400, 7200 lub 10000 obr./min; obrotomierze samochodów wchodzą na czerwone pole gdzieś powyżej 6000; turbiny lotnicze pracują znacznie wyżej. Fizycy z kolei często operują częstością kątową ω mierzoną w rad/s, powiązaną ze zwykłą częstotliwością zależnością ω = 2πf.

Gdzie studenci tracą punkty

Czynnik częstości kątowej 2π to zdecydowanie najczęstsza przeszkoda. Obrót Ziemi ma częstotliwość około 1,16 × 10⁻⁵ Hz, ale częstość kątową w przybliżeniu 7,27 × 10⁻⁵ rad/s — opisują ten sam obrót, lecz różnią się o 2π. Inne niezawodne pułapki:

• Odczytywanie „sieci 60 Hz" jako 60 obr./min. Liczba sieciowa odnosi się do cykli przebiegu prądu przemiennego, a nie do czegokolwiek wirującego.
• Wstawianie obr./min wprost do wzoru oczekującego Hz — najpierw podziel przez 60.
• Mylenie kHz na skali radioodbiornika z kb/s na łączu sieciowym; oba używają przedrostka, lecz jedno liczy fale, a drugie bity.