Різниця між резонансом та природною частотою

Резонанс проти природної частоти

Резонанс та природна частота - це дві дуже важливі теми, що обговорюються під тематичними хвилями та вібраціями. Він також відіграє важливу роль у таких сферах, як теорія ланцюгів, управління катастрофами, інженерія та навіть науки про життя. Ця стаття спробує обговорити ці два явища, їх значення, їх схожість та нарешті їх відмінності.

Природна частота

Кожна система має властивість, яку називають природною частотою. Природна частота системи є дуже важливою; це частота, за якою буде дотримуватися система, якщо система забезпечена невеликим коливанням. Такі події, як землетруси та вітри, можуть знищувати об’єкти з тією ж природною частотою, що і сама подія. Дуже важливо розуміти та вимірювати природну частоту системи, щоб захистити її від таких стихійних лих. Природна частота безпосередньо пов'язана з резонансом. Це буде пояснено пізніше. Такі системи, як будівлі, електронні та електричні схеми, оптичні системи, звукові системи і навіть біологічні системи мають природні частоти. Вони можуть бути у формі опору, коливань або суперпозиції залежно від системи.

Резонанс

Коли система (наприклад: маятник) буде мати невеликі коливання, вона почне коливатися. Частота, з якою вона коливається, - це природна частота системи. Тепер уявіть періодичну зовнішню силу, що застосовується до системи. Частота цієї зовнішньої сили не обов'язково є подібною до природної частоти системи. Ця сила спробує коливати систему до частоти сили. Це створює нерівномірний малюнок. Певна енергія від зовнішньої сили поглинається системою. Тепер розглянемо випадок, коли частоти однакові. У цьому випадку маятник буде вільно розгойдуватися з максимальною енергією, поглиненою від зовнішньої сили. Це називається резонансом. У цьому випадку, навіть якщо маятник і сила не були б на одній фазі, маятник з часом пристосувався б до фази сили. Це вимушене коливання. Оскільки маятник поглинає найбільшу кількість енергії при резонансі, амплітуда маятника є максимальною при резонансі. Це небезпека, яку несуть землетруси та шторми. Припустимо, що природна частота будівлі така ж, як у землетрусу, будівля буде коливатися з найвищою амплітудою з часом руйнується. Існує також резонансний стан в ланцюгах LCR. Імпеданс будь-якої комбінації LCR залежить від частоти альтернативного струму. Резонанс відбувається при мінімальному опорі. Частота, що відповідає мінімальній частоті, є резонансною частотою. За найвищого опору, як кажуть, система є антирезонансною. Цей резонанс і антирезонанс широко застосовуються відповідно в налаштуваннях мікросхем і фільтрів.