HZ là gì? Ý nghĩa tần số 50Hz, 60Hz trong hệ thống điện

Tần số điện, được ký hiệu là Hz (Hertz) một trong những thông số kỹ thuật quan trọng phản ánh chu kỳ dao động của dòng điện xoay chiều trong một giây. Hiểu rõ Hz là gì và ý nghĩa của tần số 50Hz, 60Hz giúp người dùng lựa chọn đúng thiết bị điện phù hợp với tiêu chuẩn khu vực và đảm bảo hiệu suất vận hành, an toàn của hệ thống điện.

Trong bài viết này, hãy cùng  Dianyo Powergen tìm hiểu chi tiết về đơn vị Hz, ý nghĩa của tần số 50Hz và 60Hz, cũng như sự khác biệt giữa hai tần số này trong hệ thống điện dân dụng và công nghiệp.

Hz là gì?

Hz (Hertz – đọc là Héc) là đơn vị đo tần số, được đặt theo tên của nhà vật lý người Đức Heinrich Rudolf Hertz, người đầu tiên chứng minh sự tồn tại của sóng điện từ. Đơn vị Hz cho biết số chu kỳ dao động hoặc lặp lại của một hiện tượng trong một giây.

Trong lĩnh vực điện học, Hz là đơn vị đo tần số dòng điện xoay chiều (AC), biểu thị số lần dòng điện đổi chiều trong một giây, ký hiệu là f, thể hiện tốc độ dao động của điện áp và dòng điện. Ví dụ:

• Dòng điện có tần số 50Hz nghĩa là trong 1 giây, dòng điện đổi chiều 50 lần.

• Dòng điện có tần số 60Hz nghĩa là trong 1 giây, dòng điện đổi chiều 60 lần.

Ngoài ra, Hz còn được sử dụng trong nhiều lĩnh vực khác như: âm thanh, viễn thông, sóng vô tuyến, radar, hệ thống máy phát điện công nghiệp và công nghệ thông tin, để đo tần số dao động hoặc sóng điện từ.

Bên cạnh đơn vị Hz cơ bản, còn có các bội số và ước số thường gặp sau:

• 1 kHz (Kilohertz) = 1.000 Hz

• 1 MHz (Megahertz) = 1.000.000 Hz

• 1 GHz (Gigahertz) = 1.000.000.000 Hz

• 1 mHz (Millihertz) = 0,001 Hz

• 1 µHz (Microhertz) = 0,000001 Hz

Một số khái niệm tần số (Hz)

Tần số âm thanh

Tần số âm thanh (AF - Audio Frequency) là dạng dao động cơ học có thể nghe được bằng tai người, nằm trong dải từ 20 Hz đến 20.000 Hz (20 kHz). Mỗi dải tần số sẽ tạo ra cảm nhận khác nhau về âm sắc và độ cao của âm thanh.

Nhờ đặc điểm này, đơn vị Hz giúp kỹ sư âm thanh, nhà nghiên cứu hay nhà sản xuất điều chỉnh và tối ưu hóa chất lượng âm thanh trong các thiết bị điện tử, hệ thống chống ồn máy phát điện, loa và micro.

Tần số ánh sáng

Tần số ánh sáng biểu thị tốc độ dao động của sóng điện từ trong không gian, và mỗi bước sóng ánh sáng tương ứng với một màu sắc khác nhau.  Ví dụ: Ánh sáng đỏ có tần số thấp hơn ánh sáng tím.

Ngoài ra, các loại sóng điện từ như sóng vô tuyến, vi sóng, tia hồng ngoại, tia X hay tia gamma đều có tần số khác nhau càng cao thì năng lượng sóng càng lớn, được ứng dụng trong công nghệ hiển thị, chiếu sáng, y học và đặc biệt trong các cảm biến điện tử hiện đại.

Tần số ánh sáng

Tần số quét màn hình

Tần số quét (hay tốc độ làm mới) là số lần hình ảnh trên màn hình được cập nhật trong một giây, tính bằng đơn vị Hz. Ví dụ: màn hình có tần số quét 60Hz nghĩa là hình ảnh được làm mới 60 lần mỗi giây.

Tần số quét càng cao, hình ảnh hiển thị càng mượt mà và chân thực hơn sử dụng trong các thiết bị điện tử, tivi, điện thoại, hay màn hình máy tính chơi game, giúp giảm nhòe hình và tăng trải nghiệm thị giác.

Tần số quét màn hình

Tần số dòng điện

Tần số dòng điện là yếu tố cực kỳ quan trọng trong lĩnh vực điện - điện tử và máy phát điện.

- Dòng điện một chiều (DC): Dòng điện có biên độ không đổi và hướng dòng điện cố định theo thời gian, do đó tần số của dòng điện một chiều là 0 Hz. Loại dòng điện này thường được dùng trong pin, ắc quy, hoặc hệ thống điện khởi động ô tô.

- Dòng điện xoay chiều (AC): Dòng điện có biên độ dao động tuần hoàn theo dạng hình sin, liên tục đổi chiều trong mỗi chu kỳ. Tần số dòng điện xoay chiều khác 0, sử dụng trong thiết bị gia dụng, máy phát điện công nghiệp, nhà máy, hệ thống điện quốc gia, với hai chuẩn tần số chính là 50Hz và 60Hz.

Tần số dòng điện

Ý nghĩa tần số 50Hz, 60Hz trong hệ thống thiết bị điện

Tần số dòng điện (Hz) là yếu tố quan trọng trong thiết kế, sản xuất và vận hành các thiết bị điện, máy phát điện công nghiệp, máy biến áp và hệ thống phân phối điện năng. 

Ý nghĩa tần số 50Hz là gì?

Tần số 50Hz có nghĩa là trong 1 giây, dòng điện xoay chiều đổi chiều 50 lần. Tức là, cứ sau 1/50 giây, dòng điện sẽ quay trở lại vị trí ban đầu trong chu kỳ xoay chiều.

Tần số 50Hz là tiêu chuẩn điện quốc gia của Việt Nam, cũng như của phần lớn các quốc gia tại châu Âu, châu Á, châu Phi. Hầu hết máy phát điện công nghiệp, thiết bị dân dụng và công nghiệp tại Việt Nam đều được thiết kế để hoạt động ổn định ở mức tần số này.

Ý nghĩa tần số 60Hz là gì?

Tần số 60Hz nghĩa là trong 1 giây, dòng điện đổi chiều 60 lần. Tần số 60Hz thường được sử dụng tại Mỹ, Nhật Bản, Canada và một số quốc gia Nam Mỹ.

Dòng điện 60Hz có tốc độ dao động nhanh hơn, giúp các thiết bị hoạt động linh hoạt và phản hồi nhanh, tuy nhiên tiêu thụ điện năng cao hơn và yêu cầu máy phát điện có tốc độ quay lớn hơn so với tần số 50Hz.

Ý nghĩa của tần số đối với máy phát điện

Tần số là yếu tố quyết định tốc độ quay của động cơ máy phát điện và điện áp đầu ra. Mối quan hệ giữa tần số, tốc độ quay và số cực của máy phát được biểu diễn qua công thức:

Trong đó:

• f: Tần số (Hz)

• P: Số cực của máy phát điện

• n: Tốc độ quay (vòng/phút – rpm)

Ví dụ:

• Một máy phát điện 4 cực quay ở 1500 vòng/phút sẽ tạo ra dòng điện 50Hz.

• Để tạo ra 60Hz, máy phát phải quay ở tốc độ 1800 vòng/phút.

Điều này cho thấy tần số càng cao thì tốc độ quay của động cơ càng lớn, dẫn đến khả năng phát điện nhanh hơn, song cũng tiêu tốn nhiên liệu và tạo độ ồn cao hơn.

Sự khác nhau giữa tần số 50Hz và 60Hz

Một số điểm khác biệt kỹ thuật:

• Với thiết bị hoạt động ở tần số 60Hz, các rơ-le đóng ngắt, máy cắt điện, hay motor sẽ phản hồi nhanh hơn so với dòng điện 50Hz.Ví dụ: Một máy cắt có thể vận hành ở 250m/s tại 50Hz thì khi dùng 60Hz, tốc độ có thể đạt tới 300m/s.

• Trong truyền tải điện, tần số 60Hz tạo ra dòng điện hiệu dụng lớn hơn, làm tăng mômen đầu trục và tốc độ vận hành động cơ.

• Tần số 50Hz tiết kiệm năng lượng hơn, giảm hao tổn và thường được ưa chuộng tại các quốc gia có hệ thống điện ổn định và rộng lớn.

Tại sao Việt Nam lại thông dụng với dòng điện 50Hz hơn?

Hiện nay, Việt Nam cùng phần lớn các quốc gia tại châu Á, châu Âu và châu Phi đều sử dụng hệ thống điện xoay chiều tần số 50Hz. Trong khi đó, các nước như Mỹ, Nhật Bản hay Canada lại dùng 60Hz.  Vậy tại sao Việt Nam lại lựa chọn dòng điện 50Hz làm tiêu chuẩn quốc gia?

Tiết kiệm năng lượng và giảm hao tổn điện trong truyền tải

Trong quá trình truyền tải, dòng điện 50Hz giảm thiểu tổn thất công suất do hiện tượng cảm kháng và hiệu ứng bề mặt gây ra. Ngoài ra, các máy phát điện, máy biến áp, động cơ điện trong hệ thống 50Hz được thiết kế để hoạt động ở mức hiệu suất tối ưu, phù hợp với nhu cầu điện năng tại Việt Nam.

Giảm chi phí bảo vệ và bảo trì thiết bị điện

Ở tần số cao hơn (60Hz), các linh kiện điện tử, cuộn dây và cách điện trong thiết bị phải chịu tải lớn hơn và phản ứng nhanh hơn, dẫn đến hao mòn nhanh và cần biện pháp bảo vệ phức tạp hơn. Do đó, việc sử dụng 50Hz giúp kéo dài tuổi thọ thiết bị điện, đồng thời tối ưu chi phí bảo trì, sửa chữa, phù hợp với hạ tầng điện dân dụng và công nghiệp tại Việt Nam.

Thiết bị tần số 50Hz có chi phí sản xuất hợp lý hơn

Các thiết bị điện sử dụng tần số 60Hz có thể nhỏ gọn và nhẹ hơn, nhưng vật liệu dẫn và cuộn dây phải được sản xuất với tiêu chuẩn cao hơn, dẫn đến chi phí chế tạo đắt đỏ hơn. Trong khi đó, thiết bị 50Hz có quy trình sản xuất đơn giản, chi phí hợp lý, dễ bảo trì và linh kiện thay thế phổ biến. 

Thuận lợi trong nhập khẩu, xuất khẩu 

Vì hơn 70% quốc gia trên thế giới sử dụng dòng điện tần số 50Hz, nên việc duy trì tiêu chuẩn này tại Việt Nam mang lại lợi thế lớn trong thương mại và công nghiệp. Các thiết bị điện, máy phát điện, biến áp hoặc máy móc công nghiệp dễ dàng nhập khẩu - xuất khẩu màkhông cần thay đổi cấu hình tần số.

Các câu hỏi phổ biến thường gặp về tần số Hertz (Hz)

Dưới đây là những câu hỏi phổ biến mà người dùng thường đặt ra khi tìm hiểu “Hz là gì? Ý nghĩa tần số 50Hz, 60Hz” trong đời sống và sản xuất.

Có cần mua màn hình có tần số Hz cao không?

Tùy theo nhu cầu sử dụng mà việc chọn màn hình có tần số quét (refresh rate) cao hay thấp sẽ khác nhau:

• Đối với công việc văn phòng, học tập, xem phim, lướt web, màn hình 60Hz là đủ để mang lại trải nghiệm mượt mà và tiết kiệm chi phí.

• Đối với người chơi game, thiết kế đồ họa hoặc xử lý hình ảnh chuyển động nhanh, màn hình có tần số cao hơn như 120Hz, 144Hz hoặc 240Hz sẽ cho cảm giác mượt, giảm hiện tượng giật hình, mang đến trải nghiệm hình ảnh chân thực và phản hồi nhanh hơn.

Tại sao tần số lại được đo bằng đơn vị Hertz (Hz)?

Đơn vị Hertz (Hz) được đặt theo tên nhà vật lý người Đức Heinrich Hertz người đầu tiên chứng minh sự tồn tại của sóng điện từ. Trong đó, tần số (frequency) được định nghĩa là số lần lặp lại của một hiện tượng trong 1 giây, do đó đơn vị đo là Hz, tương ứng với “1 chu kỳ trên giây”.

Ví dụ:

• Dòng điện 50Hz nghĩa là dòng điện đổi chiều 50 lần trong 1 giây.

• Dòng điện 60Hz nghĩa là dòng điện đổi chiều 60 lần trong 1 giây.

Tổng kết

Qua bài viết,  Dianyo Powergen  chắc hẳn bạn đã hiểu rõ hơn Hz là gì, cũng như ý nghĩa tần số 50Hz, 60Hz trong đời sống và trong hoạt động của máy phát điện, thiết bị điện. Việc lựa chọn thiết bị phù hợp với tần số chuẩn không chỉ giúp tăng hiệu quả vận hành, mà còn kéo dài tuổi thọ và đảm bảo an toàn cho hệ thống điện trong gia đình hoặc doanh nghiệp. Mọi vướng mắc xin vui lòng liên hệ Dianyo Powergen - đơn vị cung cấp máy phát điện nhập khẩu uy tín tại Việt Nam để được hỗ trợ và giải đáp.