Резонанс против собственной частоты
Резонанс и собственная частота - две очень важные темы, обсуждаемые в рамках темы «Волны и вибрации». Он также играет жизненно важную роль в таких областях, как теория цепей, управление стихийными бедствиями, инженерия и даже науки о жизни. В этой статье мы попытаемся обсудить эти два явления, их значение, сходство и, наконец, различия.
Собственная частота
Каждая система имеет свойство, называемое собственной частотой. Собственная частота системы очень важна; это частота, которой будет следовать система, если в систему будут внесены небольшие колебания. Такие события, как землетрясения и ветры, могут разрушать объекты с той же частотой, что и само событие. Очень важно понимать и измерять собственную частоту системы, чтобы защитить ее от таких стихийных бедствий. Собственная частота напрямую связана с резонансом. Это будет объяснено позже. Такие системы, как здания, электронные и электрические схемы, оптические системы, звуковые системы и даже биологические системы, имеют собственные частоты. Они могут быть в форме импеданса, колебаний или суперпозиции в зависимости от системы.
Резонанс
Когда системе (например, маятнику) придается небольшое колебание, она начинает раскачиваться. Частота, с которой он колеблется, является собственной частотой системы. Теперь представьте себе периодическую внешнюю силу, приложенную к системе. Частота этой внешней силы не обязательно похожа на собственную частоту системы. Эта сила будет пытаться привести систему в колебание с частотой этой силы. Это создает неравномерный рисунок. Часть энергии внешней силы поглощается системой. Теперь рассмотрим случай, когда частоты одинаковы. В этом случае маятник будет свободно качаться с максимальным поглощением энергии от внешней силы. Это называется резонанс. В этом случае, даже если бы маятник и сила не находились в одной фазе, маятник в конечном итоге адаптировался бы к фазе силы. Это вынужденные колебания. Поскольку маятник поглощает наибольшее количество энергии при резонансе, амплитуда маятника максимальна при резонансе. Такую опасность несут землетрясения и бури. Предположим, что собственная частота здания такая же, как частота землетрясения, здание будет раскачиваться с наибольшей амплитудой, в конечном итоге рухнув. В цепях LCR также существует резонансное состояние. Полное сопротивление любой комбинации LCR зависит от частоты переменного тока. Резонанс происходит при минимальном импедансе. Частота, соответствующая минимальной частоте, является резонансной частотой. При самом высоком сопротивлении система считается антирезонансной. Этот резонанс и антирезонанс широко используются в схемах настройки и схемах фильтров соответственно.
В чем разница между резонансом и собственной частотой?
• Собственная частота является свойством системы.
• Резонанс – это явление, возникающее при воздействии на систему внешней периодической силы, имеющей собственную частоту.
• Можно рассчитать собственную частоту системы.
• Амплитуда приложенной силы определяет амплитуду резонанса.
