1 Hz in allen Einheiten
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Beliebte Umrechnungen
4 PaareHertz ↔ Kilohertz
Hz ↔ kHz
Megahertz ↔ Gigahertz
MHz ↔ GHz
Hertz ↔ Megahertz
Hz ↔ MHz
Hertz ↔ Gigahertz
Hz ↔ GHz
Einheitenleitfäden
4 EinheitenKurz erklärt: frequenzeinheiten und umrechnungen
Frequenz ist eine abgeleitete physikalische Größe, die angibt, wie oft sich ein Ereignis oder eine Schwingung pro Zeiteinheit wiederholt. Sie ist ein grundlegender Begriff in vielen Bereichen, von Schallwellen über Funkkommunikation bis zum Stromnetz und Computerprozessoren.
Im Internationalen Einheitensystem ist die abgeleitete Einheit der Frequenz das Hertz (Hz). Im Alltag begegnet Kilohertz (kHz) häufig bei Audio- und Radiofrequenzen, Megahertz (MHz) bei Rundfunksendungen und Gigahertz (GHz) bei WLAN und Computerprozessorgeschwindigkeiten.
- Physikalische Größe
- Frequenz
- Dimensionssymbol
- [T⁻¹]
- Abgeleitete SI-Einheit
- Hertz
- SI-Einheitensymbol
- Hz
- Menschlicher Hörbereich
- ≈20 Hz bis 20.000 Hz (20 kHz)
Was ist Frequenz?
Frequenz gibt an, wie oft sich ein periodischer Vorgang (Schwingung, Welle, Drehung) pro Zeiteinheit wiederholt, und wird mit dem Symbol f dargestellt. Frequenz ist der Kehrwert der Periodendauer (der Zeit für eine vollständige Wiederholung): f = 1/T.
Frequenz ist eine abgeleitete Größe; ihre SI-Dimension wird als T⁻¹ (Kehrwert der Zeit) dargestellt. Das ergibt sich daraus, dass Frequenz unmittelbar die Frage 'wie oft pro Sekunde' beantwortet.
Die SI-Einheit der Frequenz: Hertz
Hertz ist die abgeleitete SI-Einheit der Frequenz und wird mit dem Symbol Hz dargestellt; benannt zu Ehren des deutschen Physikers Heinrich Hertz, der elektromagnetische Wellen experimentell nachwies. Ein Hertz bedeutet einen vollständigen Zyklus beziehungsweise eine Schwingung pro Sekunde.
Ein Wechselstrom mit 50 Hz ändert beispielsweise 50-mal pro Sekunde seine Richtung; eine Schallwelle mit 440 Hz (der Standard-Kammerton 'A' in der Musik) schwingt 440-mal pro Sekunde.
Schall- und Hörfrequenzen
Das menschliche Ohr kann typischerweise Schallfrequenzen zwischen 20 Hz und 20.000 Hz (20 kHz) wahrnehmen; Töne unterhalb dieses Bereichs werden Infraschall, oberhalb Ultraschall genannt und sind für das menschliche Ohr nicht hörbar.
Der in der Musik als Stimmreferenz übliche Kammerton 'A' (A4) liegt bei 440 Hz. Verschiedene Musikinstrumente und die menschliche Stimme erzeugen unterschiedliche Klangfarben durch verschiedene Vielfache und Kombinationen dieser Grundfrequenz.
Die Netzfrequenz
In Deutschland und dem Großteil Europas arbeitet das Stromnetz mit einer Frequenz von 50 Hz, während in den USA und einigen anderen Ländern 60 Hz Standard sind. Diese Frequenz gibt an, wie oft der Wechselstrom pro Sekunde seine Richtung ändert.
Dieser Unterschied in der Netzfrequenz birgt das Risiko, dass manche Elektrogeräte (besonders solche mit Motor oder frequenzabhängigen Uhrwerken) beim Wechsel von einem Land in ein anderes nicht korrekt funktionieren.
Funkwellen und drahtlose Kommunikation
Radio- und Fernsehübertragungen nutzen Frequenzen im Megahertz-Bereich (UKW-Radio sendet beispielsweise im Bereich 88-108 MHz). WLAN-Netzwerke arbeiten meist in den Bändern 2,4 GHz und 5 GHz.
Eine höhere Frequenz bietet meist eine größere Datenübertragungskapazität (Bandbreite), hat jedoch Nachteile bei Reichweite und Durchdringung von Wänden oder Hindernissen -- deshalb ist 5-GHz-WLAN schneller, aber kurzreichweitiger, während 2,4-GHz-WLAN langsamer ist, dafür aber weiter reicht und Hindernisse besser durchdringt.
Prozessorgeschwindigkeit und Gigahertz
Die Geschwindigkeit von Computerprozessoren (CPU) wird meist in Gigahertz (GHz) angegeben; dies zeigt, wie viele Milliarden 'Taktzyklen' der Prozessor pro Sekunde erzeugen kann.
Die Prozessorleistung hängt jedoch nicht allein von der Taktfrequenz ab -- auch Kernanzahl, Architektureffizienz und Cache-Größe bestimmen die tatsächliche Leistung; deshalb bedeutet ein höherer GHz-Wert nicht immer einen schnelleren Prozessor.
Zusammenhang zwischen Frequenz und Wellenlänge
Frequenz ist umgekehrt proportional zur Wellenlänge: Ist die Geschwindigkeit einer Welle konstant (etwa für Licht oder Schall in einem bestimmten Medium), verkürzt sich die Wellenlänge mit steigender Frequenz. Der Zusammenhang wird mit der Formel f × λ = v ausgedrückt (f: Frequenz, λ: Wellenlänge, v: Wellengeschwindigkeit).
Dieser Zusammenhang erklärt, warum das elektromagnetische Spektrum einen weiten Bereich abdeckt -- von hochfrequenten (kurzwelligen) Röntgenstrahlen bis zu niederfrequenten (langwelligen) Radiowellen.