ความถี่ เป็นแนวคิดสำคัญทั้งในด้านวิทยาศาสตร์และวิศวกรรมศาสตร์ มีบทบาทอย่างกว้างขวางในฟิสิกส์ โทรคมนาคม และการประมวลผลสัญญาณ โดยพื้นฐานแล้ว ความถี่อธิบายจำนวนครั้งที่เหตุการณ์ซ้ำเกิดขึ้นในช่วงเวลาหนึ่ง มักวัดเป็นหน่วย เฮิรตซ์ (Hz) ซึ่งหนึ่งเฮิรตซ์เท่ากับหนึ่งรอบต่อวินาที
โดยง่าย ความถี่อธิบายว่าบางสิ่งเกิดขึ้นบ่อยเพียงใดในช่วงเวลาที่กำหนด ตัวอย่างเช่น ในคลื่นเสียง ความถี่สูงจะให้เสียงแหลม ส่วนความถี่ต่ำจะให้เสียงทุ้ม ในทางวิศวกรรมไฟฟ้า ความถี่มีบทบาทสำคัญในการทำงานของระบบกระแสสลับ (AC) และการส่งสัญญาณวิทยุ ถือเป็นพื้นฐานในการเข้าใจพฤติกรรมของคลื่นและช่วยให้แน่ใจว่าอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทำงานได้อย่างถูกต้องและอยู่ในช่วงความถี่ที่กำหนด
.jpg)
ความถี่มักวัดเป็นหน่วย เฮิรตซ์ (Hz) ซึ่งเป็น หน่วย SI อย่างเป็นทางการ แต่เพื่อความสะดวกในการคำนวณ อาจแปลงเป็นหน่วยย่อยหรือหน่วยใหญ่กว่าได้ตามขนาดของสัญญาณ ด้านล่างนี้เป็นตารางหน่วยความถี่และค่าที่เทียบเท่าเป็น เฮิรตซ์ สำหรับอ้างอิง
หน่วยความถี่ |
ค่าเป็นเฮิรตซ์ (Hz) |
พิโคเฮิรตซ์ (pHz) |
1 × 10⁻¹² Hz |
นาโนเฮิรตซ์ (nHz) |
1 × 10⁻⁹ Hz |
ไมโครเฮิรตซ์ (μHz) |
0.000001 Hz |
มิลลิเฮิรตซ์ (mHz) |
0.001 Hz |
เซนติเฮิรตซ์ (cHz) |
0.01 Hz |
เดซิเฮิรตซ์ (dHz) |
0.1 Hz |
เดคาเฮิรตซ์ (daHz) |
10 Hz |
เฮกโตเฮิรตซ์ (hHz) |
100 Hz |
กิโลเฮิรตซ์ (kHz) |
1,000 Hz |
เมกะเฮิรตซ์ (MHz) |
1,000,000 Hz |
กิกะเฮิรตซ์ (GHz) |
1 × 10⁹ Hz |
เทระเฮิรตซ์ (THz) |
1 × 10¹² Hz |
รอบต่อนาที (RPM) |
0.0167 Hz |
รอบต่อชั่วโมง (RPH) |
2.7 × 10⁻⁴ Hz |
เรเดียนต่อวินาที (rad/s) |
0.159155 Hz |
องศาต่อวินาที (deg/s) |
2.7 × 10⁻³ Hz |
การคำนวณ ความถี่ อาจดูว่าเป็นเรื่องทางเทคนิค แต่จริงๆ แล้วเข้าใจง่าย เมื่อคุณแบ่งขั้นตอนออก ไม่ว่าจะเป็นเสียง แสง หรือเครื่องจักร ความถี่บอกคุณว่าบางสิ่งเกิดซ้ำบ่อยแค่ไหน — และมีวิธีง่ายๆ อยู่สองแบบ
วิธีที่ง่ายที่สุดวิธีหนึ่งคือใช้เวลาที่ใช้สำหรับหนึ่งรอบเต็ม — เรียกว่า ช่วงเวลา สูตรพื้นฐานคือ:
f = 1 / T
f คือความถี่ในหน่วย เฮิรตซ์ (Hz)
T คือเวลาสำหรับหนึ่งรอบ วัดเป็น วินาที
สมมติคลื่นเสียงใช้เวลา 0.002 วินาทีต่อหนึ่งรอบ แทนค่าสูตรได้เป็น:
f = 1 / 0.002 = 500 Hz
ดังนั้นคลื่นนั้นสั่น 500 ครั้งต่อวินาที ซึ่งรวดเร็วและจะให้เสียงแหลมสำหรับหูมนุษย์
ในกรณีเครื่องจักร มอเตอร์และเครื่องยนต์มักหมุนด้วย RPM (รอบต่อนาที) แต่บางครั้งต้องแปลงเป็นเฮิรตซ์ โดยเฉพาะงานไฟฟ้าและวิศวกรรม สูตรคือ:
f = RPM / 60
ถ้ามอเตอร์หมุนที่ 3,600 RPM หารด้วย 60 จะได้:
f = 3600 / 60 = 60 Hz
นั่นหมายความว่ามันหมุนครบ 60 รอบต่อวินาที ซึ่งเป็นความถี่มาตรฐานของไฟฟ้าบ้านในหลายประเทศ เนื่องจากพลังงานไฟฟ้าเชื่อมโยงระหว่างกำลังและเวลา เครื่องมืออย่าง เครื่องมือแปลงกำลังไฟฟ้า ช่วยให้แปลงหน่วยวัตต์ แรงม้า และกิโลวัตต์ได้ทันที
เพียง 20–30% ของพลังงานเคมีในน้ำมันเบนซินถูกใช้เพื่อขับเคลื่อนรถยนต์ ส่วนที่เหลือสูญเสียเป็นความร้อน
ร่างกายมนุษย์เป็นเครื่องแปลงพลังงานชีวภาพชั้นยอด เราเปลี่ยนอาหาร (พลังงานเคมี) เป็นการเคลื่อนไหว ความร้อน และแม้แต่ความคิด
พื้นที่หนึ่งตารางเมตรบนผิวโลกจะได้รับพลังงานแสงอาทิตย์ประมาณ 1,000 วัตต์ ในวันที่แดดจ้า — เพียงพอจ่ายไฟให้เครื่องปั่นน้ำผลไม้
แบตเตอรี่โทรศัพท์เก็บพลังงานทางเคมีและแปลงเป็นพลังงานไฟฟ้า ใช้งานพร้อมกันทั้งซีพียู จอภาพ ลำโพง และอื่นๆ
ช่วงปลายปี 1600 มีนักประดิษฐ์ชื่อ โธมัส เซเวอรี สร้างอุปกรณ์เครื่องกลแรกๆ ที่แปลง พลังงานความร้อน (จากน้ำเดือด) เป็น พลังงานกล เพื่อสูบน้ำออกจากเหมือง แม้จะยังไม่ประสิทธิภาพสูง แต่เป็นบรรทัดฐานให้ เจมส์ วัตต์ พัฒนาต่อจนเครื่องจักรไอน้ำขับเคลื่อนโรงงาน รถไฟ และเรือ ได้มากขึ้น ด้วยเหตุนี้ คุณอาจใช้ เครื่องมือแปลงอุณหภูมิ เมื่อเทียบการเปลี่ยนแปลงพลังงานข้ามหน่วยเซลเซียส ฟาเรนไฮต์ หรือเคลวิน
นี่ไม่ใช่แค่ก้าวสำคัญทางเทคโนโลยี แต่เป็น จุดเปลี่ยนในประวัติศาสตร์พลังงาน เมื่อมนุษย์เรียนรู้ที่จะ แปลงพลังงานเคมีในถ่านหินเป็นแรงกล ในระดับอุตสาหกรรม
และทั้งหมดนั้น… เริ่มต้นที่เครื่องมือแปลงพลังงาน
หากคุณทำงานกับหน่วยต่างๆ เครื่องมือแปลงหน่วยของเรามีชุดเครื่องมือครบครัน — ตั้งแต่พลังงาน แรง ความดัน จนถึงอุณหภูมิ
