فرکانس چیست و واحد اندازه گیری آن کدام است؟

حتما درزمانی که برای خرید وسایل الکترونیکی به بازار مراجعه کرده اید با عبارت «فرکانس» روبرو شده اید. اگر این پرسش برایتان پیش آمده که فرکانس چیست پس در این مقاله با ما همراه باشید.

مفهوم فرکانس (Frequency) یا بَسامَد یک تعریف عمومی دارد که آن عبارت است از «تعداد چرخه در ثانیه» (Cycles Per Second). به صورت کلی مقصود از فرکانس تعداد دفعاتی است که جریان برق در یک ثانیه، کل مدار را طی می نماید که واحد اندازه گیری آن نیز «هرتز» (Hz) می باشد. اگر جریان برق برای یک بار مدار را طی نماید فرکانس آن یک هرتز خواهد بود و در صورتی که فرکانس شصت هرتز باشد، برق شصت بار در ثانیه مدار را طی می نماید.

تجهیزات الکترونیکی افزون بر اینکه در ولتاژ مشخصی همچون ۱۲۰ یا ۲۴۰ ولت کار می کنند، در یک محدوده فرکانس مشخص نیز کار می نمایند. اکثر دستگاه های برقی در فرکانس پنجاه هرتز کار می کنند. در کشور ایران نیز برق شهری فرکانس پنجاه هرتز دارد.

مفهوم فرکانس چیست؟

فرکانس در هر جا و مکانی وجود دارد. از جمله در صدای ما، بله، درست است حتی صدای ما. هنگامی که ما در حال سخن گفتن هستیم، صدای ما مجموعه امواج فرکانسی را به وجود می آورد و به گوش دیگران می رساند. در واقع فرکانس، تعداد وقایع یک رویداد تکرار شونده در واحد زمان می باشد. از سوی دیگر مفهوم دوره به مدت زمان یک چرخه در یک رویداد تکرار شونده اشاره می کند. بنابراین دوره متناظر با فرکانس است. در نتیجه هر زمان که می خواستید مفهوم فرکانس را در یک موضوع خاص بفهمید، می بایست ببینید چه کاری در یک ثانیه تکرار می گردد.

فرکانس مؤلفه بااهمیتی است که در علوم و مهندسی مورد استفاده قرار می گیرد تا میزان پدیده های نوسان و ارتعاشی مثل ارتعاشات مکانیکی، سیگنال های صوتی، امواج رادیویی و نور را تعیین نماید. برای درک بهتر پاسخ این سوال که فرکانس چیست مثال های ملموسی را برای شما ذکر می کنیم.

اگر قلب نوزادی که به تازگی به دنیا آمده است به فرکانس ۱۲۰ بار در دقیقه برسد، دوره آن که فاصله زمانی میان ضربه ها می باشد نیم ثانیه است، یعنی ۶۰ ثانیه با تقارن ۱۲۰ ضربه. همچنین اگر شما موفق شوید در یک ثانیه ده بار دست های تان را به هم بزنید، فرکانس شما در این موضوع ۱۰ هرتز است. یا هنگامی که گفته می شود قدرت پردازنده یک کامپیوتر ۲٫۴ میلیارد هرتز می باشد یعنی این پردازنده می تواند در هر ثانیه ۲٫۴ میلیارد محاسبه را انجام دهد.

همچنین هنگامی که گفته می شود نرخ بازسازی صفحه در صفحه نمایش ۶۰ هرتز است، این یعنی اینکه در هر ثانیه ۶۰ بار صفحه نمایش، با رنگ جدیدی جایگزین می گردد. به طور طبیعی۶۰ بار در ثانیه به قدری سریع است که چشم آن را حس نمی کند و بیننده تصور می کند که دائما در حال دیدن یک صحنه ثابت است، در حالی که این صحنه دست کم در هر ثانیه ۶۰ بار مجددا بازسازی می گردد. هر چه نرخ بازسازی صفحه بیشتر باشد، چشم بیننده چشمک زدن های صفحه نمایش را کمتر حس می نماید در نتیجه چشم کمتر دچار خستگی می شود.

اگر هنوز هم درست متوجه نشده اید که فرکانس چیست نگران نباشید، باز هم مثال هایی برای شما داریم. هنگامی که گفته می شود یک صدا با نرخ نمونه برداری (Sampling Rate) مساوی با ۴۴.۱۰۰ هرتز ضبط شده است بدین معنا که به منظور تبدیل صدای شما که آنالوگ می باشد، به صدای کامپیوتری که دیجیتال است، از موج صدای شما ۴۴.۱۰۰ بار در ثانیه نمونه گرفته شده است و این نمونه ها را به اعداد دودویی تبدیل کرده اند و روی حافظه ذخیره کرده ‌اند.

واحد اندازه گیری فرکانس چیست

واحد فرکانس هرتز (هرتز) می باشد که به صورت اختصار Hz نامیده می شود. واحد فرکانس به یادبود «هانریچ رودولف هرتز» (Heinrich Rudolf Hertz)، فیزیکدان نامدار آلمانی نام گذاری شده است. بر همین اساس اگر جریان یک سیکل، یک ثانیه به طول بی انجامد، فرکانس آن ۱ هرتز است. نماد فرکانس f بوده و با حروف یونانی (ν، ω) نمایش داده می شود.

فرکانس سیگنال چیست

هنگامی که گفته می شود فرکانس یک سیگنال که به گوشی تلفن همراه یا گیرنده رادیویی شما می رسد نه میلیون هرتز است، یعنی اینکه میدان آن موج در هر ثانیه نه میلیون بار تغییر می نماید. در یک توضیح ساده تر می شود گفت که موج، نه میلیون بار در ثانیه مولکول های هوا را جا به جا می کند و این عمل به صورت ترجمه به گوشی شما می رسد. این موج همراه با لرزش های کمتر است که گوش شما قادر باشد به راحتی آن را بشنود.

فرکانس و امواج رادیویی

به صورت کلی امواج رادیویی دارای سه ویژگی «فرکانس»، «طول موج» و «قدرت» هستند. امواج رادیویی متزلزل و قابل نوسان می باشند و این بدین معنا است که مکررا افزایش می یابند و به نقطه ارتعاش و نوسان می رسند که در اصطلاح به آن «پیک» می گوییم و دوباره به حداقل و پایین ترین حد خود می رسند که در اصطلاح فیزیک آن را «فید» یا «کاهش فرکانس» می نامیم. پس به طور مکرر این افزایش و کاهش فرکانس در این امواج پدید می آیند.

یک حرکت از نخستین پیک به سمت دومین پیک، یک «دوره» یا «سیکل» نام گرفته می شود. در اینجا می بایست گفت که عبارت فرکانس و آنچه که فرکانس نامیده می شود، دقیقا به میزان نوسان موج اشاره دارد. در واقع تعداد سیکل هایی که در یک ثانیه صورت می گیرند. همانطور که در بالا گفته شد، فرکانس با واحدی به نام «هرتز» اندازه گیری می شود، هر هرتز شامل یک سیکل در هر ثانیه می باشد، پس یک موج رادیویی ۹۶۰ مگاهرتز، در هر ثانیه، چیزی حدود ۹۶۰ میلیون سیکل نوسان پیدا می کند. همچنین فاصله میان دو پیک متوالی «طول موج انرژی» نام دارد.