Разница между резонансом и собственной частотой

Резонанс против естественной частоты

Резонанс и собственная частота - это две очень важные темы, обсуждаемые в разделе «Волны и вибрации». Он также играет важную роль в таких областях, как теория цепей, борьба со стихийными бедствиями, инженерия и даже науки о жизни. В этой статье мы попытаемся обсудить эти два явления, их значение, их сходство и, наконец, их различия..

Собственная частота

Каждая система имеет свойство, называемое собственной частотой. Собственная частота системы очень важна; это частота, которой будет следовать система, если система снабжена небольшим колебанием. Такие события, как землетрясения и ветры, могут разрушать объекты с той же частотой, что и само событие. Очень важно понимать и измерять естественную 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) дают небольшое колебание, она начинает качаться. Частота, с которой он колеблется, является собственной частотой системы. Теперь представьте периодическую внешнюю силу, приложенную к системе. Частота этой внешней силы не обязательно должна быть аналогичной собственной частоте системы. Эта сила будет пытаться колебать систему до частоты силы. Это создает неравномерный рисунок. Некоторая энергия от внешней силы поглощается системой. Теперь рассмотрим случай, когда частоты одинаковы. В этом случае маятник будет свободно качаться с максимальной энергией, поглощенной внешней силой. Это называется резонанс. В этом случае, даже если маятник и сила не были в одной фазе, маятник в конечном итоге адаптировался бы к фазе силы. Это вынужденное колебание. Поскольку маятник поглощает наибольшее количество энергии при резонансе, амплитуда маятника максимальна при резонансе. Это опасность, которую приносят землетрясения и штормы. Предположим, что естественная частота здания такая же, как и при землетрясении, здание будет качаться с наибольшей амплитудой, в конечном итоге разрушаясь. Существует также резонансное состояние в цепях LCR. Полное сопротивление любой комбинации LCR зависит от частоты переменного тока. Резонанс происходит при минимальном сопротивлении. Частота, соответствующая минимальной частоте, является резонансной частотой. При максимальном сопротивлении система называется антирезонансной. Этот резонанс и антирезонанс широко используются в схемах настройки и фильтрах соответственно..