Frekvens – regn ut frekvens, periode og vinkelfrekvens

Slik regner du ut frekvens

Frekvens er hvor mange svingninger eller bølger som passerer per sekund. Enheten er hertz (Hz), og 1 Hz er én svingning per sekund. Kjenner du perioden T, altså tiden for én svingning, er

f = 1 ÷ T

Strømnettet i Norge og resten av Europa svinger med perioden 20 millisekunder: f = 1 ÷ 0,02 s = 50 Hz.

Fra bølgefart og bølgelengde

For bølger gjelder f = v ÷ λ, der v er bølgefarten og λ (lambda) er bølgelengden. Lyd i luft går med 343 m/s. En lydbølge med bølgelengde 0,78 m har frekvensen 343 ÷ 0,78 = 439,7 Hz, nesten nøyaktig kammertonen A på 440 Hz. Vil du finne bølgelengden i stedet, bruk bølgelengdekalkulatoren.

Periode og frekvens

Periode og frekvens er det omvendte av hverandre: T = 1 ÷ f. Kammertonen på 440 Hz har perioden 2,273 ms. Jo høyere frekvens, desto kortere periode. For en pendel kan du regne ut perioden fra lengden med pendelkalkulatoren.

Frekvens brukes om alt som gjentar seg. Et hjerte som slår 72 slag i minuttet, har frekvensen 72 ÷ 60 = 1,2 Hz, og tiden mellom to slag er 0,833 sekunder. Et blinkende lys som blinker hvert halve sekund, har frekvensen 2 Hz.

Frekvenser i hverdagen

• Strømnettet: 50 Hz.
• Menneskets hørsel: omtrent 20 Hz til 20 000 Hz (20 kHz). Den øvre grensen synker med alderen.
• Kammertonen A: 440 Hz.
• FM-radio: 87,5–108 MHz.
• Wifi og Bluetooth: 2,4 GHz, og wifi også 5 GHz.
• Synlig lys: omtrent 400–789 THz.

Prefiksene betyr: 1 kHz = 1 000 Hz, 1 MHz = 1 000 000 Hz, 1 GHz = 10⁹ Hz og 1 THz = 10¹² Hz.

Turtall og vinkelfrekvens

Noe som roterer, har frekvensen turtall ÷ 60 når turtallet er i omdreininger per minutt. 3 000 o/min er 50 Hz. I fysikk brukes også vinkelfrekvensen ω = 2π · f, målt i radianer per sekund. 50 Hz tilsvarer ω = 314,2 rad/s.

Vanlige feil

• Å glemme å regne om millisekunder til sekunder før du deler. 20 ms er 0,02 s.
• Å bruke feil bølgefart. Lys og radio går med 3 · 10⁸ m/s, lyd i luft med 343 m/s.
• Å blande frekvens og lydstyrke. Høy frekvens er lys tone, ikke høy lyd; lydstyrke måles i desibel.