Rozdiel medzi rezonanciou a prirodzenou frekvenciou

Rezonancia verzus prirodzená frekvencia

Rezonancia a prirodzená frekvencia sú dve veľmi dôležité témy diskutované v rámci tematických vĺn a vibrácií. Hrá tiež dôležitú úlohu v oblastiach, ako sú teória obvodov, zvládanie katastrof, strojárstvo a dokonca aj biologické vedy. Tento článok sa pokúsi prediskutovať tieto dva javy, ich význam, ich podobnosti a nakoniec ich rozdiely.

Prirodzená frekvencia

Každý systém má vlastnosť nazývanú prirodzená frekvencia. Prirodzená frekvencia systému je veľmi dôležitá; je to frekvencia, ktorú bude systém sledovať, ak je systém vybavený malou osciláciou. Udalosti ako zemetrasenie a vietor môžu zničiť objekty s rovnakou prirodzenou frekvenciou ako samotná udalosť. Je veľmi dôležité porozumieť a zmerať prirodzenú frekvenciu systému, aby bol chránený pred takýmito prírodnými katastrofami. Prirodzená frekvencia je priamo spojená s rezonanciou. Bude to vysvetlené neskôr. Systémy ako budovy, elektronické a elektrické obvody, optické systémy, zvukové systémy a dokonca aj biologické systémy majú prirodzené frekvencie. Môžu mať formu impedancie, kmitania alebo superpozície v závislosti od systému.

rezonancie

Keď systém (napr. Kyvadlo) dostane malú osciláciu, začne sa otáčať. Frekvencia, s ktorou sa húpa, je prirodzená frekvencia systému. Teraz si predstavte periodickú vonkajšiu silu aplikovanú na systém. Frekvencia tejto vonkajšej sily nemusí byť nevyhnutne podobná prirodzenej frekvencii systému. Táto sila sa pokúsi oscilovať systém na frekvenciu sily. Toto vytvára nerovnomerný vzor. Určitá energia z vonkajšej sily je absorbovaná systémom. Teraz zvážme prípad, keď sú frekvencie rovnaké. V tomto prípade sa kyvadlo voľne otáča s maximálnou energiou absorbovanou z vonkajšej sily. Toto sa nazýva rezonancia. V tomto prípade, aj keby kyvadlo a sila neboli v rovnakej fáze, kyvadlo by sa nakoniec prispôsobilo fáze sily. Toto je vynútená oscilácia. Pretože kyvadlo absorbuje najvyššie množstvo energie pri rezonancii, amplitúda kyvadla je maximálna pri rezonancii. Toto je nebezpečenstvo zemetrasení a búrok. Predpokladajme, že prirodzená frekvencia budovy je rovnaká ako pri zemetrasení, budova sa bude húpať s najväčšou amplitúdou, prípadne sa zrúti. Rezonančný stav sa vyskytuje aj v obvodoch LCR. Impedancia akejkoľvek kombinácie LCR závisí od frekvencie alternatívneho prúdu. Rezonancia sa uskutočňuje pri minimálnej impedancii. Frekvencia zodpovedajúca minimálnej frekvencii je rezonančná frekvencia. Pri najvyššej impedancii je systém považovaný za antirezonančný. Táto rezonancia a antirezonancia sa široko používajú v ladiacich obvodoch a filtračných obvodoch.