Rozdiel medzi tlmenými a neškodnými osciláciami

Každý objekt, každá častica a každý systém kmitá svojou vlastnou prirodzenou frekvenciou alebo skupinou frekvencií. Prirodzená frekvencia objektu je frekvencia, pri ktorej objekt inklinuje k vibrácii alebo kmitaniu bez pôsobenia vonkajšej sily. Všetky tieto objekty a častice vyžadujú zdroj energie pri špecifickej frekvencii v rozsahu od niekoľkých Hz do niekoľko MHz. Túto požiadavku môže splniť elektronické zariadenie nazývané oscilátor. Je to elektronický obvod používaný na generovanie signálu a bežne sa vyskytuje v počítačoch, bezdrôtových prijímačoch a vysielačoch, prístrojových systémoch a vo všetkých druhoch elektronických systémov. Jednoducho vytvára periodické oscilácie vo forme elektrickej alebo mechanickej energie.

Oscilátor môže vytvárať sínusové alebo nesínusové vlny. V zásade sú oscilátory rozdelené do dvoch hlavných typov - sínusoidálne a nesinusoidálne oscilátory. V tomto článku sa zameriame iba na sínusové oscilátory. Oscilátor, ktorý vytvára sínusový výstup, je sínusový oscilátor. Sú klasifikované podľa svojich komponentov určujúcich frekvenciu. Oscilácie generované sínusovými oscilátormi sa môžu klasifikovať ako tlmené a netlmené oscilácie. Trenie v kmitajúcom systéme sa označuje ako tlmenie. Pozrime sa na dva typy vibrácií a ukážme kľúčové body, ktoré ich porovnávajú.

Čo je tlmené oscilácie?

Elektronické kmity, ktorých amplitúda s časom klesá v dôsledku strát v elektrickom systéme, v ktorom sú kmity generované, sa nazývajú tlmené kmity. Označuje to kmitanie, ktoré s časom mizne. Oscilátor je vždy vystavený silám, ktoré rozptyľujú časť energie oscilátora ako teplo alebo v iných formách. Pretože energia je úmerná druhej mocnine amplitúdy, amplitúda sa postupne znižuje, až kým sa oscilátor nevráti do rovnováhy. Obvody oscilátora potom vytvárajú tlmené kmity. Frekvencia kmitania však zostáva nezmenená, pretože závisí od parametrov obvodu. Najlepším príkladom tlmeného kmitania je kyvné kyvadlo, v ktorom sa vibrácie spomaľujú a časom sa zastavia..

Čo je neškodné oscilácie?

Ak by sa mohli kompenzovať straty vzniknuté v elektrickom systéme, zostala by amplitúda kmitania konštantná a tak by kmitanie pokračovalo neurčito tak proti vonkajším poruchám, ako aj proti zmenám počiatočných podmienok. Tento typ kmitania sa nazýva netlmený kmit. Jednoducho povedané, kmity, ktorých amplitúda zostáva konštantná v čase, sa nazývajú netlmené kmity. Systémy, ktoré môžu generovať takéto oscilácie, sa nazývajú samočinne vzrušené oscilačné systémy a sú udržiavané externým zdrojom energie v nelineárnom disipatívnom systéme. Ak oscilátor vytvára netlmené oscilácie, potom neexistujú žiadne energetické straty alebo rezervy na kompenzáciu energetických strát.

Rozdiel medzi tlmenými a neškodnými osciláciami

Význam tlmeného a netlmeného kmitania

Oscilácie generované sínusovými oscilátormi sa môžu klasifikovať ako tlmené a netlmené oscilácie. Elektronické kmity, ktorých amplitúda s časom klesá v dôsledku strát v elektrickom systéme, v ktorom sú kmity generované, sa nazývajú tlmené kmity. Ak by sa však mohli straty spôsobené v elektrickom systéme kompenzovať, zostala by amplitúda kmitania konštantná a tak by kmitanie pokračovalo neurčito tak proti vonkajším poruchám, ako aj proti zmenám pôvodných podmienok. Tento typ kmitania sa nazýva netlmený kmit.

Strata energie v tlmenom osvetlení

Pri tlmených osciláciách amplitúda generovanej vlny s časom postupne klesá, pretože strata výkonu nie je kompenzovaná. Takýto typ kmitania netrvá dlhšie a nakoniec sa zastaví. Ak dôjde k strate energie, pohyb sa utlmí. Naopak, ak obvod oscilátora vytvára netlmené oscilácie, potom neexistujú žiadne straty energie alebo opatrenia na kompenzáciu strát energie. Majú konštantné kmity amplitúdy, čo znamená, že amplitúda s časom neklesá, takže nedochádza k žiadnym stratám energie.

príčina

Tlmenie je postupné znižovanie amplitúdy kmitov v oscilačnom systéme, ktoré je spôsobené rozptylom uloženej energie. Tlmenie je dôsledkom trenia tekutiny pohybujúcej sa v trubici, ktorá má tendenciu uhasiť akékoľvek kmitanie a znižuje frekvenčnú odozvu meniča. Zvyčajne sú všetky typy vibrácií viac-menej tlmené, takže je potrebné kompenzovať energetické straty dodávaním ďalšej energie od externej agentúry, aby sa oscilácie neoslabili. Akákoľvek energia dodávaná zvonka by mala byť vo fáze s osciláciami.

Tlmené vs. netlmené oscilácie: porovnávací graf

Zhrnutie tlmených a netlmených oscilácií

Stručne povedané, hlavný rozdiel medzi tlmenými a netlmenými osciláciami je ten, že pri tlmených osciláciách amplitúda generovanej vlny v priebehu času postupne klesá, zatiaľ čo amplitúda generovanej vlny sa s časom nemení, v prípade netlmených oscilácií. Ak dôjde k strate energie, pohyb sa utlmí. Naopak, ak obvod oscilátora vytvára netlmené oscilácie, potom neexistujú žiadne straty energie alebo opatrenia na kompenzáciu strát energie. Tlmenie je postupné znižovanie amplitúdy kmitov v oscilačnom systéme, ktoré je spôsobené rozptylom uloženej energie. Vo všeobecnosti sú všetky typy vibrácií viac-menej tlmené, takže je potrebné kompenzovať energetické straty dodávaním dodatočnej energie od externej agentúry, aby sa oscilácie neoslabili..