【题目编号】MC1-0947
【题目】频率的单位是:
【答案】A
[A]赫(兹)
[B]亨(利)
[C]法(拉)
[D]库(伦)
考点速览
这道题直问频率的单位,正确项是赫兹。命题人摆出的另外三个选项——亨利、法拉、库仑——分别属于电感、电容与电荷量,都是电学里的基础单位,凑在一道题里,实际是在考能不能把一串电气量各自的单位一一对上号。这类题答错往往不是因为不懂频率,而是把单位表记串了行。
赫兹这个单位是怎么定义的
频率(frequency)指周期性现象在单位时间内重复的次数。它的单位是赫兹(hertz),符号 Hz,中文全称赫兹,也可简称赫。一赫兹表示每秒变化一个周期。从量纲上看,赫兹就是秒的负一次方,属于具有专名的导出单位,与牛顿、帕斯卡、西门子同类。
频率与周期互为倒数。周期是一秒,频率就是一赫兹;周期是一毫秒,频率就是一千赫兹;周期是一微秒,频率是一兆赫兹。这条倒数关系让时间与频率之间的换算变得极为顺手,也是示波器上读周期、频率计上读频率时心里的底稿。
名称背后的人
赫兹这个名称来自德国物理学家海因里希·鲁道夫·赫兹(Heinrich Rudolf Hertz)。他在十九世纪八十年代末用火花间隙的实验证实了电磁波的存在,并验证了电磁波与光具有相同的传播性质。国际电工委员会与国际计量大会后来把频率单位以其姓氏命名,这是计量史上以研究者命名单位的常见做法。
中文把它译成"赫兹"两字,既照应音译,也保留了"赫"字的古义色彩。业余无线电里说的"赫",就是这个单位的中文简称。
频率、周期、角频率:三兄弟单位不同
射频计算里最常出错的地方,是把频率直接代入含角频率的公式。感抗等于二乘以圆周率乘以频率乘以电感量,这里的频率必须是角频率(angular frequency),单位是弧度每秒(radian per second,符号 rad/s),等于两倍圆周率乘以以赫兹计的频率。把以兆赫兹计的频率直接代进公式,结果会差大约六点二八倍,天线的谐振点就会算偏。
波长与频率的关系同样要注意单位。波长等于光速除以频率,等号两边都用国际单位制的基本单位;业余界常用的速算口诀是"三百除以以兆赫兹计的频率,得到以米计的波长",用起来快,但心里要清楚三百这个数字对应的是光速除以一百万。
逐项辨析
选项 A 是赫兹,频率的单位,正确。它也是本题四个选项里唯一具有"每秒多少次"这种时间倒数含义的一个。
选项 B 是亨利(henry),符号 H,电感的单位。电感描述线圈建立磁场、阻碍电流变化的能力,一百微亨、十毫亨这类数值在短波扼流圈与陷波器上很常见,但它不是频率的单位。
选项 C 是法拉(farad),符号 F,电容的单位。电容描述储存电荷的能力,射频回路里的电容多在皮法量级。法拉与赫兹之间隔着频率与容抗的关系,属于相关但不同的量。
选项 D 是库仑(coulomb),符号 C,电荷量的单位,等于一安培电流在一秒内输送的电荷量。它与频率相乘可以得到电流,但它本身不表示变化的快慢。
一张电气单位对照表
频率用赫兹,周期用秒,电感用亨利,电容用法拉,电荷量用库仑,电阻与阻抗用欧姆,电导用西门子,电压用伏特,电流用安培,功率用瓦特,磁通量用韦伯,磁感应强度用特斯拉。把这张表按"时间、电感、电容、电荷"的顺序念熟,考场上再遇到单位配伍的题就直接对号,不必临场推导。
应试要点
频率的单位是赫兹,一秒一次为一赫兹,量纲是秒的倒数。四个专名单位各有归属:赫兹管频率,亨利管电感,法拉管电容,库仑管电荷。含角频率的公式务必先把赫兹换成弧度每秒,再动笔计算。