Skirtumas tarp rezonanso ir natūralaus dažnio

Rezonansas prieš natūralų dažnį

Rezonansas ir natūralus dažnis yra dvi labai svarbios temos, aptariamos pagal temos bangas ir virpesius. Jis taip pat vaidina gyvybiškai svarbų vaidmenį tokiose srityse kaip grandinės teorija, nelaimių valdymas, inžinerija ir net gyvybės mokslai. Šiame straipsnyje bus bandoma aptarti šiuos du reiškinius, jų reikšmingumą, panašumus ir pagaliau skirtumus.

Natūralus dažnis

Kiekviena sistema turi savybę, vadinamą natūraliu dažniu. Natūralus sistemos dažnis yra labai svarbus; tai yra dažnis, kurį sistema seka, jei sistema bus aprūpinta nedideliu svyravimu. Tokie įvykiai kaip žemės drebėjimai ir vėjai gali sunaikinti objektus, kurių natūralus dažnis yra toks pat, kaip paties įvykio. Norint apsisaugoti nuo tokių stichinių nelaimių, labai svarbu suprasti ir išmatuoti natūralų sistemos dažnį. Natūralus dažnis yra tiesiogiai susijęs su rezonansu. Tai bus paaiškinta vėliau. Tokios sistemos kaip pastatai, elektroninės ir elektrinės grandinės, optinės sistemos, garso sistemos ir net biologinės sistemos turi natūralų dažnį. Priklausomai nuo sistemos, jie gali būti varžos, virpesių ar superpozicijos pavidalu.

Rezonansas

Kai sistemai (pvz .: švytuoklei) bus duotas nedidelis svyravimas, ji pradės suktis. Dažnis, kuriuo jis svyruoja, yra natūralus sistemos dažnis. Dabar įsivaizduokite periodinę sistemai veikiančią išorinę jėgą. Šios išorinės jėgos dažnis nebūtinai turi būti panašus į natūralų sistemos dažnį. Ši jėga bandys svyruoti sistemą pagal jėgos dažnį. Tai sukuria netolygų modelį. Šiek tiek energijos iš išorinės jėgos sugeria sistema. Dabar apsvarstykime atvejį, kai dažniai yra vienodi. Tokiu atveju švytuoklė laisvai svyruos su maksimalia energija, sugeriama iš išorinės jėgos. Tai vadinama rezonansu. Tokiu atveju, net jei švytuoklė ir jėga nebūtų toje pačioje fazėje, švytuoklė ilgainiui prisitaikytų prie jėgos fazės. Tai yra priverstinis virpesys. Kadangi švytuoklė sugeria didžiausią energijos kiekį rezonanso metu, švytuoklės amplitudė yra didžiausia esant rezonansui. Tai pavojus, kurį kelia žemės drebėjimai ir audros. Tarkime, kad natūralus pastato dažnis yra toks pats kaip žemės drebėjimo, pastatas suksis su didžiausia amplitudė, galų gale griūdamas. LCR grandinėse taip pat yra rezonansinė būsena. Bet kurio LCR derinio varža priklauso nuo alternatyviosios srovės dažnio. Rezonansas vyksta esant minimaliai varža. Minimalų dažnį atitinkantis dažnis yra rezonanso dažnis. Sakoma, kad esant didžiausiai varžai, sistema turi antirezonansą. Šis rezonansas ir antirezonansas yra plačiai naudojami atitinkamai derinimo grandinėse ir filtrų grandinėse.