Skillnad mellan resonans och naturlig frekvens

Resonans mot naturlig frekvens

Resonans och naturfrekvens är två mycket viktiga ämnen som diskuteras under ämnesvågor och vibrationer. Det spelar också en viktig roll inom områden som kretsteori, katastrofhantering, teknik och även biovetenskap. Denna artikel kommer att försöka diskutera dessa två fenomen, deras betydelse, deras likheter och äntligen deras skillnader.

Naturlig frekvens

Varje system har en egenskap som kallas den naturliga frekvensen. Systemets naturliga frekvens är mycket viktigt. det är frekvensen som systemet kommer att följa om systemet är försedd med en liten svängning. Händelser som jordbävningar och vindar kan göra förstörelse på föremål med samma naturfrekvens som händelsen själv. Det är mycket viktigt att förstå och mäta systemets naturliga frekvens för att skydda den från sådana naturkatastrofer. Naturfrekvensen är direkt relaterad till resonans. Det kommer att förklaras senare. System som byggnader, elektroniska och elektriska kretsar, optiska system, ljudsystem och även biologiska system har naturliga frekvenser. De kan vara i form av impedans, oscillation eller superposition beroende på systemet.

Resonans

När ett system (t.ex. en pendel) ges en liten svängning, börjar den svänga. Frekvensen med vilken den svänger är systemets naturliga frekvens. Föreställ dig nu en periodisk extern kraft som appliceras på systemet. Frekvensen för denna externa kraft är inte nödvändigtvis lika med systemets naturliga frekvens. Denna kraft kommer att försöka oscillera systemet till kraftens frekvens. Detta skapar ett ojämnt mönster. En del energi från den yttre kraften absorberas av systemet. Låt oss nu överväga fallet där frekvenserna är samma. I detta fall kommer pendeln att svänga fritt med maximal energi absorberad från den yttre kraften. Detta kallas resonans. I det här fallet, även om pendeln och kraften inte befann sig i samma fas, skulle pendeln så småningom anpassa sig till kraftens fas. Detta är en tvungen oscillation. Eftersom pendeln absorberar högsta mängd energi vid resonans är pendulens amplitud ett maximum vid resonans. Detta är den fara som jordbävningar och stormer medför. Antag att den naturliga frekvensen av en byggnad är densamma som jordbävningen, byggnaden kommer att svänga med den högsta amplituden så småningom sammanfaller. Det finns också ett resonans tillstånd i LCR kretsar. Impedansen för vilken LCR-kombination som helst beror på frekvensen för den alternativa strömmen. Resonansen sker vid minsta impedansen. Frekvensen som motsvarar minsta frekvensen är resonansfrekvensen. Vid högsta impedansen sägs systemet vara anti-resonant. Denna resonans och anti-resonans används i stor utsträckning i avstämningskretsar och filterkretsar.