Frekvens är en grundläggande fysikalisk storhet som beskriver hur ofta en återkommande händelse upprepar sig inom en viss tidsperiod. I de flesta fall handlar det om svängningar eller vågor, t.ex. i mekaniska, elektriska eller akustiska system. Sådana svängningar är det typiska exemplet på regelbundet återkommande processer. Den internationellt erkända måttenheten för frekvens är hertz (Hz), uppkallad efter den tyske fysikern Heinrich Hertz. Hertz är alltså den enhet vi använder för att mäta hur ofta en händelse inträffar per sekund. En frekvens på 1 Hz innebär att en händelse upprepar sig en gång per sekund.
Det matematiska sambandet är enkelt:
Frekvens (f) = antal repetitioner / tid (sekunder)
Detta värde gör det möjligt att exakt beskriva fysikaliska fenomen – oavsett om det är växelströmmen i ett eluttag , rotationen i en motor eller vibrationen i en gitarrsträng. Dynamiken i många naturliga och tekniska processer kan också fångas genom upprepade sekvenser. Oavsett om det är det regelbundna klappret från ett mekaniskt urverk eller det cykliska beteendet hos biologiska system – mönster som bygger på systematisk upprepning kan identifieras överallt.
Vi möter frekvenser i vårt dagliga liv oftare än vi tror. Oavsett om det är en klocka som tickar, en lampa som fladdrar eller ljudet från ett musikinstrument – frekvensbegreppet ligger bakom många av dessa vardagliga fenomen. Frekvenser genomsyrar ständigt rummet omkring oss – vare sig de är hörbara, synliga eller osynliga.
Ett välkänt exempel är konserttonen A med en frekvens på 440 Hz. Denna ton används som referenston i musik och representerar en vibration med 440 upprepningar per sekund. Låga toner har en lägre frekvens, höga toner en högre.
Inom akustiken beskriver frekvensen hur snabbt tryckförändringar fortplantar sig i ett medium – vanligtvis luft. Det mänskliga örat kan uppfatta frekvenser mellan cirka 20 Hz och 20.000 Hz (20 kHz). Detta intervall omfattar alla ljud som vi kan höra – från lågt mullrande till högfrekvent visslande.
Varje förnimbar vibration hos luftmolekylerna motsvarar en viss ton. Våglängden, d.v.s. avståndet mellan två vågtoppar eller vågdalar, är direkt relaterad till frekvensen. Följande gäller:
Ju högre frekvens, desto kortare våglängd – medan ljudets utbredningshastighet förblir densamma.
Det är inte bara i det hörbara området som frekvensen har stor betydelse. Elektromagnetiska vå gor – t.ex. radiovågor, mikrovågor eller ljus – kännetecknas också av sin frekvens. Beteendet och användningen av respektive våg ändras beroende på frekvensen.
Det frekvensområde som är synligt för ögat ligger mellan cirka 400 THz och 800 THz. Frekvensen avgör vilken färg vi uppfattar i det synliga spektrumet.
Varje frekvens är en del av en våg. En våg består av återkommande mönster, t.ex. vågtopparna på vattnet eller spänningstopparna i en elektrisk signal. Frekvensen för en våg anger hur många av dessa mönster som uppträder under en sekund.
Detta samband är särskilt viktigt inom optik, radioteknik och medicin. Högfrekventa ljudvågor används t.ex. vid ultraljudsundersökningar för att visualisera vävnad inuti kroppen.
Frekvenser är allestädes närvarande i den digitala världen. Moderna processorer arbetar med klockfrekvenser i gigahertzområdet. En processor med 3,2 gigahertz utför därför 3,2 miljarder beräkningscykler per sekund.
Frekvensen spelar också en central roll inom kommunikationstekniken:
Följande gäller:
Låga frekvenser är lämpliga för långa överföringsavstånd, medan höga frekvenser möjliggör en högre dataöverföringshastighet och mer exakt styrning.
Frekvensen är också oumbärlig i den moderna fysiken. Inom kvantfysiken bestäms t.ex. en fotons energi av dess frekvens. Plancks berömda formel lyder
E = h – f
Där E är energin, h är Plancks verkanskvantum och f är frekvensen. Ju högre frekvens, desto större energi har fotonen.
Sådana högfrekventa processer används inom spektroskopi, astronomi och materialforskning för att analysera materia på atomnivå.
Termen frekvens används inom många vetenskapliga och tekniska områden, t.ex:
Det visar dessa exempel: Den riktade användningen av frekvenser möjliggör framsteg inom nästan alla discipliner.
En förståelse för frekvenser hjälper oss att förstå världen bättre. Oavsett om det handlar om att analysera naturfenomen, bygga tekniska apparater eller överföra information – frekvensen spelar en avgörande roll.
Frekvens fungerar som ett centralt mått för att beskriva regelbundet återkommande processer i naturen och tekniken.
På sätt och vis motsvarar det naturens rytm: hjärtslag, ljud, rörelser – alla dessa rytmiska processer kan förklaras med frekvenser. Modern sensor- och styrteknik bygger också ofta på periodiskt registrerade data som systematiskt analyseras. Inom industrin används dessa principer för att exakt styra processer, t.ex. vid kvalitetstestning eller automatisering. På många områden säkerställer denna typ av utvärdering ökad effektivitet, tillförlitlighet och betydligt bättre processtyrning.
Frekvens är mycket mer än bara en abstrakt fysisk storhet. Det är ett centralt verktyg för att mäta, förstå och utnyttja fenomen i naturen och tekniken. Från enkla svängningar till komplexa elektromagnetiska vågor – den hjälper oss att bringa ordning i mängden av återkommande händelser.
I kombination med andra fysikaliska storheter utgör frekvensen grunden för många tekniker som präglar vårt moderna liv. Oavsett om det är i örat, i WLAN-routern eller i universum – allt vibrerar, allt har sin frekvens.
+49 (0) 60 62 - 9 42 50 
info@bre-trafo.com