頻率計算機
依重複循環次數與經過時間,計算頻率和週期。
計算頻率
請輸入循環次數及以秒為單位量測的時間。
關於頻率
頻率描述重複事件在固定時間內發生的次數。它廣泛出現在物理與工程領域:鐘擺擺動、輪子旋轉、電訊號振盪,以及聲波壓力模式的重複。國際單位制的頻率單位是赫茲,縮寫為 Hz。一赫茲表示每秒完成一次完整循環。本計算機使用直接關係:頻率等於循環次數除以經過時間。如果感測器在兩秒內觀測到 120 次完整振盪,頻率就是 60 Hz。
一次循環必須代表一次完整重複,並且始終從運動或波形的相同位置量測。對旋轉軸而言,完整轉一圈可算一次循環;對波而言,可從一個波峰量到下一個對應波峰。當觀測精度足夠時,不完整的循環可用小數輸入。較長的量測時間通常能降低反應時間與計數不確定性的影響。輸入前請務必將時間換算為秒:分鐘乘以 60,毫秒除以 1,000。
週期是一次循環所需的時間,也是頻率的倒數。因此,5 Hz 的頻率對應 0.2 秒的週期。頻率與週期以不同形式表達相同資訊:頻率強調每秒重複次數,週期則強調每次重複所需時間。結果面板會同時顯示兩者,可用於計時、訊號分析、振動研究、旋轉運動與課堂計算。
實際量測具有不確定性。顯示更多位數不會讓不精確的碼錶或循環計數變得更準確,因此最終值應取合理的有效位數。經過時間為零在物理上無法使用,因為除以零沒有定義。本工具接受零次循環,表示在正的觀測時間內沒有完成任何重複;但實際低頻量測最好至少觀測幾個循環。對於變動的訊號,本計算提供所選時間區間的平均頻率,而非瞬時頻率。
頻率範例
| 觀測資料 | 頻率 | 解讀 |
|---|---|---|
| 2 s 內 120 次循環 | 60 Hz | 典型的市電頻率計時範例 |
| 3 s 內 15 次循環 | 5 Hz | 每次循環持續 0.2 秒 |
| 60 s 內旋轉 900 圈 | 15 Hz | 相當於每分鐘 900 轉 |
如何計算頻率
- 統計完整循環或重複的次數。
- 將總觀測時間換算為秒。
- 將兩項量測值輸入對應欄位。
- 選擇「計算頻率」,查看頻率與週期。
常見問題
頻率的公式是什麼?
頻率等於完成的循環次數除以經過時間(秒)。得到的國際單位制單位是赫茲,也就是每秒循環次數。
頻率與週期有什麼關係?
週期是一除以頻率,頻率是一除以週期。因此,頻率越高,每次循環的時間就越短。
可以使用分鐘輸入經過時間嗎?
輸入前請將分鐘乘以 60,換算成秒。以秒表示時間,可確保輸出單位為赫茲。
一赫茲代表什麼?
一赫茲表示每秒發生一次完整循環。對旋轉運動而言,可以表示每秒完整轉一圈。
為什麼應該量測多個循環?
對多個循環計時,可降低啟動與停止誤差的相對影響。將循環總數除以完整量測區間,可得到更穩定的平均值。