Comprendre
Une répétition et la durée de son cycle
La fréquence décrit le rythme auquel un phénomène se répète. La période décrit le temps qui sépare deux états identiques successifs. Ces deux informations ne s’ajoutent pas et ne s’échangent pas par un simple changement de préfixe.
Repérer le cycle
Choisissez un motif qui se répète complètement, par exemple deux fronts montants successifs d’un signal. Une demi-oscillation ou la seule durée d’une impulsion ne représente pas nécessairement une période complète.
Lire la bonne unité
Le hertz correspond à un cycle par seconde. Le kilohertz vaut mille hertz et le mégahertz un million de hertz. Pour le temps, une milliseconde vaut un millième de seconde et une microseconde un millionième de seconde.
Interpréter l’inverse
Lorsque la fréquence double, la période est divisée par deux. Il faut convertir la grandeur dans une unité cohérente avant d’inverser sa valeur. Le résultat dépend donc du préfixe choisi, même si le nombre tapé reste identique.
Reprendre les exemples
Avec la valeur initiale de 50 Hz, la période vaut 1/50 seconde, soit 0,02 seconde. Cette durée correspond à 20 ms et à 20 000 µs. La fréquence peut également s’écrire 0,05 kHz ou 0,00005 MHz.
Une fréquence de 1 kHz représente 1 000 cycles par seconde. Sa période est donc 0,001 seconde, soit 1 ms ou 1 000 µs. L’exemple de période à 1 ms permet de retrouver la même fréquence en partant de l’autre grandeur.
Distinguer fréquence et pulsation
Un cycle complet correspond à un tour de phase de 2π radians. La pulsation vaut donc 2π fois la fréquence en hertz. Pour 50 Hz, elle est égale à 100π rad/s, soit environ 314,15927 rad/s. Le facteur π est arrondi numériquement, comme tous les résultats affichés.
Le hertz et le radian par seconde décrivent des grandeurs différentes. Un nombre exprimé en rad/s ne doit pas être saisi directement comme s’il était exprimé en Hz. Cet outil n’utilise pas la pulsation comme grandeur d’entrée.
Connaître les limites
Les relations supposent qu’une période est définie. Elles ne décrivent pas à elles seules un signal irrégulier, la largeur d’une impulsion, son rapport cyclique ou la vitesse de propagation d’une onde. Aucune fréquence de coupure ni valeur de composant n’est calculée.
La valeur doit être strictement positive. À zéro, l’inverse n’est pas défini dans cette conversion. Une valeur négative ne représente pas la durée d’un cycle. Les sorties très petites ou très grandes peuvent sortir de la plage numérique. La mention « Hors plage » est alors locale à la sortie et ne remplace jamais le résultat par zéro.
Garder ses réglages
Chaque sens de conversion garde sa propre saisie. Changer de mode ne transforme pas automatiquement le nombre de l’autre champ. Un exemple ne modifie que le sens qu’il utilise. Les valeurs se conservent dans l’onglet et peuvent être partagées volontairement par le lien de calcul.
Pour d’autres conversions de grandeurs physiques, le convertisseur de puissance et d’énergie conserve une distinction similaire entre valeur, unité et hypothèses.
Sources et méthode
- Le glossaire du NIST définit la fréquence comme le nombre de répétitions par seconde et donne f = 1/T.
- Le NIST SP 330 distingue le hertz pour la fréquence et le radian par seconde pour la fréquence angulaire. Un cycle représente 2π radians.