Különbség a rezonancia és a természetes frekvencia között

Rezonancia vs természetes frekvencia

A rezonancia és a természetes frekvencia két nagyon fontos téma, melyeket a hullámok és a rezgések tárgyalnak. Létfontosságú szerepet játszik olyan területeken is, mint például az áramköri elmélet, a katasztrófakezelés, a mérnöki munka és az élettudományok. Ez a cikk megkísérli megvitatni ezt a két jelenséget, azok jelentőségét, hasonlóságaikat és végül a különbségeket.

Természetes frekvencia

Minden rendszernek van egy tulajdonsága, amelyet a természetes frekvenciának hívnak. A rendszer természetes frekvenciája nagyon fontos; az a frekvencia, amelyet a rendszer követ, ha a rendszert kis rezgéssel látják el. Az olyan események, mint a földrengések és a szelek, megsemmisíthetik azokat a tárgyakat, amelyek ugyanolyan természetes frekvenciájúak, mint maga az esemény. Nagyon fontos megérteni és megmérni a rendszer természetes frekvenciáját, hogy megvédjük azt a természeti katasztrófáktól. A természetes frekvencia közvetlenül kapcsolódik a rezonanciához. Ezt később magyarázzuk meg. Az olyan rendszerek, mint az épületek, az elektronikus és elektromos áramkörök, az optikai rendszerek, a hangrendszerek és még a biológiai rendszerek is, természetes frekvenciájúak. Ezek a rendszertől függően impedancia, lengés vagy szuperpozíció formájában lehetnek.

Resonance

Amikor egy rendszer (például egy inga) kis rezgést kap, akkor az ingadozni kezd. A frekvencia, amellyel ingadozik, a rendszer természetes frekvenciája. Képzelje el most egy rendszeres külső erőt, amelyet a rendszer alkalmaz. Ennek a külső erőnek a frekvenciája nem feltétlenül hasonlít a rendszer természetes frekvenciájához. Ez az erő megpróbálja oszcillálni a rendszert az erő frekvenciájához. Ez egyenetlen mintát hoz létre. A külső erő bizonyos energiáját a rendszer felszívja. Most nézzük meg azt az esetet, amikor a frekvencia azonos. Ebben az esetben az inga szabadon mozoghat, a maximális energiával, amelyet a külső erő vesz fel. Ezt rezonanciának nevezzük. Ebben az esetben, még ha az inga és az erő nem lennének egyazon fázisban, az inga végül alkalmazkodni fog az erő fázisához. Ez egy kényszerű rezgés. Mivel az inga a legnagyobb rezonanciamennyiséget vesz fel, az inga amplitúdója a rezonancia maximuma. Ez a veszély a földrengések és viharok által. Tegyük fel, hogy az épület természetes frekvenciája megegyezik a földrengés frekvenciájával, az épület a legnagyobb amplitúdóval végül összeomlik. Az LCR áramkörökben szintén van rezonanciaállapot. Bármely LCR kombináció impedanciája az alternatív áram frekvenciájától függ. A rezonancia a minimális impedancián megy végbe. A minimális frekvenciának megfelelő frekvencia a rezonancia frekvencia. A legnagyobb impedancia mellett a rendszerről azt állítják, hogy rezisztens. Ezt a rezonanciát és az anti-rezonanciát széles körben használják a hangoló áramkörökben és a szűrő áramkörökben.