Taajuus
Taajuus (vanhalta nimeltä jaksoluku [1]) kuvaa jonkin toistuvan ilmiön tapahtumien määrää aikayksikköä kohti.[2] Taajuus merkitään tunnuksella f. Taajuutta voidaan käyttää esimerkiksi ilmaisemaan värähdysten määrä tietyssä ajassa.
Taajuuden yksikkö on 1/s jota kutsutaan nimellä hertsi (tunnus Hz). Eli 1 Hz = 1 / s. Nimi tulee saksalaisen fyysikon Heinrich Rudolf Hertzin nimestä. Yksi hertsi kertoo tapahtuman toistuvan kerran sekunnissa. Kymmenellä hertsillä taas toistoja on kymmenen kappaletta sekunnissa.
Jonkin ilmiön taajuutta voidaan mitata tutkimalla montako kertaa ilmiö toistuu tietyn aikajakson aikana. Kun kertojen lukumäärä jaetaan aikajakson pituudella, saadaan ilmiön taajuus. Toisaalta, jos säännöllisin aikavälein samanlaisena toistuvan ilmiön jakson kestoaika T tiedetään, kyseisen ilmiön taajuus saadaan jaksonajan käänteislukuna 1/T.
Sähkötekniikan sinimuotoisten signaalien yhteydessä puhutaan usein myös kulmataajuudesta. Taajuuden f ja kulmataajuuden ω välillä on seuraava riippuvuus:
ω = 2π·f.
Täsmällisemmin ilmaistuna sinimuotoisen aaltoliikkeen kulmataajuudelle ω on määritelmä:
ω = dΦ / dt
missä Φ on kiertokulma. [3]
Kulmataajuuden merkitys näkyy siinä, että taajuudeltaan f olevan virran suuruus I noudattaa kaavaa
I=Ip sin</i>ω<i data-parsoid='{"dsr":[2407,2414,2,2]}'>t,
jossa Ip on virran huippuarvo ja t on aika.
Ennen puolijohde-elektroniikan kehittymistä sähkösignaalin taajuus mitattiin resonaattoreilla. Matalilla taajuuksilla käytettiin mekaanisia värähtelijöitä, jotka herätettiin mitattavan virran syöttämällä sähkömagneetilla. Korkeammilla taajuuksilla käytettiin LC-resonanssipiirejä, joiden imemä virta mitattiin. Hyvin korkeilla taajuuksilla (yli GHz) käytettiin onteloresonaattoreita. Resonanssissa virta saavutti maksimiarvon. Nykyään matalia taajuuksia mitataan määrittämällä jännitteen kahden nollakohdan välinen aikaero ja korkeita taajuuksia laskemalla aikaväliin osuneiden jännitteen merkinvaihtojen lukumäärä. Elektroniset taajuusmittarit voidaan helposti tehdä hyvin tarkoiksi. Ne ovatkin tarkimpia yleisesti käytettyjä mittareita. Monia eri taajuuksia sisältävän signaalin eri komponentit voidaan erottaa toisistaan spektrianalysaattorilla.
Aallonpituus Aalto Aaltoloukku Fourier-muunnos Siniaalto Sähkömagneettinen spektri
Luokka:Aaltoliike Luokka:Suureet Luokka:Seulonnan keskeiset artikkelit