Разлика между резонанс и естествена честота

Резонанс срещу естествена честота

Резонансът и естествената честота са две много важни теми, обсъждани под вълните и вибрациите на темата. Той също играе жизненоважна роля в области като теория на веригите, управление на бедствия, инженерство и дори науки за живота. Тази статия ще се опита да обсъди тези два феномена, тяхното значение, техните прилики и накрая техните различия.

Естествена честота

Всяка система има свойство, наречено естествена честота. Естествената честота на системата е много важна; честотата на системата ще следва, ако системата е снабдена с малки колебания. Събития като земетресения и ветрове могат да унищожат обекти със същата естествена честота като самото събитие. Много е важно да се разбере и измери естествената честота на системата, за да се предпази от подобни природни бедствия. Естествената честота е пряко свързана с резонанса. Ще бъде обяснено по-късно. Системи като сгради, електронни и електрически вериги, оптични системи, звукови системи и дори биологични системи имат естествени честоти. Те могат да бъдат под формата на импеданс, трептене или суперпозиция в зависимост от системата.

резонанс

Когато една система (например: махалото) получи малко трептене, тя ще започне да се люлее. Честотата, с която се люлее, е естествената честота на системата. Сега си представете периодична външна сила, приложена към системата. Честотата на тази външна сила не е непременно подобна на естествената честота на системата. Тази сила ще се опита да осцилира системата до честотата на силата. Това създава неравномерен модел. Известна енергия от външната сила се абсорбира от системата. Сега нека разгледаме случая, в който честотите са еднакви. В този случай махалото свободно ще се люлее с максимална енергия, погълната от външната сила. Това се нарича резонанс. В този случай, дори ако махалото и силата не бяха в една и съща фаза, махалото в крайна сметка ще се адаптира към фазата на силата. Това е принудително трептене. Тъй като махалото абсорбира най-голямо количество енергия в резонанс, амплитудата на махалото е максимална при резонанс. Това е опасността, която носят земетресенията и бурите. Да предположим, че естествената честота на една сграда е същата като тази на земетресението, сградата ще се люлее с най-голямата амплитуда в крайна сметка ще се срути. Има също така резонансно състояние в LCR вериги. Импедансът на всяка комбинация от LCR зависи от честотата на алтернативния ток. Резонансът се осъществява при минимален импеданс. Честотата, съответстваща на минималната честота, е резонансната честота. При най-висок импеданс се казва, че системата е антирезонансна. Този резонанс и антирезонанс се използват широко съответно при настройка на вериги и филтърни вериги.