振動の周期と周波数。スキーム、説明

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振動の周期と周波数。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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機械的、電気的、電磁的、およびその他すべてのタイプの振動の最も重要な特性は、1 つの完全な振動が発生する期間です。たとえば、歩時計の振り子が 0,5 秒間に 2 回完全に振動する場合、各振動の周期は XNUMX 秒です。大きなスイングの振動周期は約 XNUMX 秒で、弦の振動周期は XNUMX 分の XNUMX 秒から XNUMX 万分の XNUMX 秒です。

振動を特徴付けるもう 1 つの量は周波数です (「周波数」という言葉から来ており、時計の振り子、発音体、導体内の電流などが 1 秒間に何回完全に振動するかを示す数値です。振動の周波数は単位によって推定されます)ヘルツ (: Hz と略記): 440 Hz は 1 秒に 440 回の振動です。たとえば、鳴っている弦が 50 秒間に 1 回完全に振動するとします (この場合、最初のオクターブの音「ラ」が生成されます)。、その発振周波数は 50 Hz であると言われています交流電灯網 1 Hz この電流では、導体中の電子は 50 秒間に一方向に XNUMX 回、逆方向に同回数交互に流れます。つまり、XNUMX 秒間に XNUMX 回の完全な振動が完了します。

周波数のより大きな単位は、1000 Hz に等しいキロヘルツ (表記: kHz)、および 1000 kHz または 1000000 Hz に等しいメガヘルツ (表記: MHz) です。

発音体の振動の周波数によって、音のトーン、つまりピッチを判断できます。周波数が高いほど音は高くなり、逆に周波数が低いほど音は低くなります。私たちの耳は、約 20 Hz から 20 kHz までの、音の振動周波数の比較的小さな帯域 (セクション) に反応することができます。このバンドには、人間の声と交響楽団によって作成された幅広いサウンドがすべて含まれています。カブトムシの鳴き声に似た非常に低いトーンから、かろうじて知覚できる高音の蚊のキーキー音までです。超低周波と呼ばれる最大 20 Hz の周波数の振動と、超音波と呼ばれる 20 kHz を超える周波数の振動は、聞こえません。もし私たちの耳が超音波の振動に反応できたら、花のめしべや蝶の羽の振動を聞くことができるかもしれません。

ピッチ、つまり音のトーンとその強さを混同しないでください。音の高さは振幅に依存するのではなく、振動の周波数に依存します。たとえば、太くて長い弦は低い音を生成します。つまり、細くて短い弦よりもゆっくりと振動し、高い音を生成します。図 1 は、この問題を理解するのに役立ちます。

振動の周期と周波数
図1。弦の周波数が高いほど、音波は短くなり、音のトーンは高くなります。

電気工学および無線工学では、数ヘルツから数千メガヘルツの周波数の交流が使用されます。たとえば、放送局のアンテナには、約 150 kHz ～ 50 ～ 60 MHz の周波数の電流が供給されます。これらの高速交流は、音をワイヤーなしで長距離に伝送する手段です。交流の膨大な範囲全体は、通常、いくつかのセクション、つまりサブ範囲に分割されます。 20 Hz ～ 20 kHz の範囲の比較的低い周波数の電流は、音の振動の周波数に対応するため、音響（または低）周波数の電流と呼ばれ、20 kHz 以上の周波数の交流電流は超音波周波数と呼ばれます。流れ。同時に、100 kHz から 30 MHz までの周波数の電流を高周波電流と呼び、30 MHz を超える周波数の電流を超高周波および超高周波と呼びます。

交流の周波数のサブレンジの境界と名前をよく覚えておいてください。

出版物：N。ボルシャコフ、rf.atnn.ru

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