Forskjellen mellom resonans og naturlig frekvens

Resonans vs naturlig frekvens

Resonans og naturlig frekvens er to svært viktige emner som diskuteres under emnet bølger og vibrasjoner. Det spiller også en viktig rolle i felt som kretsteori, katastrofehåndtering, ingeniørvitenskap og selv biovitenskap. Denne artikkelen vil prøve å diskutere disse to fenomenene, deres betydning, deres likheter og til slutt deres forskjeller.

Naturlig frekvens

Hvert system har en eiendom kalt den naturlige frekvensen. Den naturlige frekvensen av et system er svært viktig; Det er frekvensen systemet vil følge hvis systemet er utstyrt med en liten svingning. Hendelser som jordskjelv og vind kan gjøre ødeleggelse på gjenstander med samme naturlige frekvens som selve arrangementet. Det er svært viktig å forstå og måle den naturlige frekvensen av et system for å beskytte det mot slike naturkatastrofer. Naturfrekvens er direkte relatert til resonans. Det vil bli forklart senere. Systemer som bygninger, elektroniske og elektriske kretser, optiske systemer, lydsystemer og til og med biologiske systemer har naturlige frekvenser. De kan være i form av impedans, oscillasjon eller superposisjon avhengig av systemet.

Resonance

Når et system (f.eks. En pendel) får en liten svingning, vil den begynne å svinge. Frekvensen som den svinger på, er systemets naturlige frekvens. Forestill deg nå en periodisk ekstern kraft som er brukt på systemet. Frekvensen til denne eksterne kraften er ikke nødvendigvis lik den naturlige frekvensen til systemet. Denne kraften vil forsøke å oscillere systemet til frekvensen av kraften. Dette skaper et ujevnt mønster. En del energi fra den ytre kraften blir absorbert av systemet. La oss nå vurdere saken hvor frekvensene er like. I dette tilfellet vil pendelen svinge fritt med maksimal energi absorbert fra den ytre kraften. Dette kalles resonans. I dette tilfelle, selv om pendel og kraft ikke var i samme fase, ville pendelen til slutt tilpasse seg kraftens fase. Dette er en tvungen oscillasjon. Siden pendelen absorberer høyeste mengde energi ved resonans, er amplituden til pendelen maksimal ved resonans. Dette er faren jordskjelv og stormer bringer. Anta at den naturlige frekvensen til en bygning er den samme som jordskjelvet, bygningen vil svinge med den høyeste amplitude som til slutt faller sammen. Det er også en resonansstat i LCR-kretser. Impedansen av en hvilken som helst LCR-kombinasjon avhenger av frekvensen av den alternative strømmen. Resonansen finner sted med minimal impedans. Frekvensen som tilsvarer minimumfrekvensen er resonansfrekvensen. Ved høyeste impedans antas systemet å være anti-resonans. Denne resonansen og anti-resonansen er mye brukt i stemmekretser og filterkretser henholdsvis.