Resonansie vs natuurlike frekwensie
Resonansie en natuurlike frekwensie is twee baie belangrike onderwerpe wat onder die onderwerp golwe en vibrasies bespreek word. Dit speel ook 'n belangrike rol in velde soos kringteorie, rampbestuur, ingenieurswese en selfs lewenswetenskappe. Hierdie artikel sal probeer om hierdie twee verskynsels, hul betekenis, hul ooreenkomste en laastens hul verskille te bespreek.
Natuurlike frekwensie
Elke stelsel het 'n eienskap wat die natuurlike frekwensie genoem word. Die natuurlike frekwensie van 'n sisteem is baie belangrik; dit is die frekwensie wat die stelsel sal volg, as die stelsel van 'n klein ossillasie voorsien word. Gebeurtenisse soos aardbewings en winde kan voorwerpe vernietig met dieselfde natuurlike frekwensie as die gebeurtenis self. Dit is baie belangrik om die natuurlike frekwensie van 'n stelsel te verstaan en te meet om dit teen sulke natuurrampe te beskerm. Natuurlike frekwensie hou direk verband met resonansie. Dit sal later verduidelik word. Stelsels soos geboue, elektroniese en elektriese stroombane, optiese stelsels, klankstelsels en selfs biologiese stelsels het natuurlike frekwensies. Hulle kan in die vorm van impedansie, ossillasie of superposisie wees, afhangende van die stelsel.
Resonance
Wanneer 'n stelsel (bv. 'n slinger) 'n klein ossillasie gegee word, sal dit begin swaai. Die frekwensie waarmee dit swaai is die natuurlike frekwensie van die sisteem. Stel jou nou 'n periodieke eksterne krag voor wat op die sisteem toegepas word. Die frekwensie van hierdie eksterne krag is nie noodwendig soortgelyk aan die natuurlike frekwensie van die sisteem nie. Hierdie krag sal probeer om die stelsel na die frekwensie van die krag te ossilleer. Dit skep 'n ongelyke patroon. Sommige energie van die eksterne krag word deur die sisteem geabsorbeer. Kom ons kyk nou na die geval waar die frekwensies dieselfde is. In hierdie geval sal die slinger vrylik swaai met maksimum energie wat deur die eksterne krag geabsorbeer word. Dit word resonansie genoem. In hierdie geval, selfs al was die slinger en die krag nie in dieselfde fase nie, sou die slinger uiteindelik aanpas by die fase van die krag. Dit is 'n gedwonge ossillasie. Aangesien die slinger die hoogste hoeveelheid energie by resonansie absorbeer, is die amplitude van die slinger 'n maksimum by resonansie. Dit is die gevaar wat aardbewings en storms inhou. Gestel die natuurlike frekwensie van 'n gebou is dieselfde as dié van die aardbewing, die gebou sal swaai met die hoogste amplitude wat uiteindelik ineenstort. Daar is ook 'n resonansietoestand in LCR-stroombane. Die impedansie van enige LCR-kombinasie hang af van die frekwensie van die alternatiewe stroom. Die resonansie vind plaas by die minimum impedansie. Die frekwensie wat ooreenstem met die minimum frekwensie is die resonansie frekwensie. By die hoogste impedansie word gesê dat die stelsel anti-resonant is. Hierdie resonansie en anti-resonansie word wyd gebruik in onderskeidelik tuning stroombane en filter stroombane.
Wat is die verskil tussen resonansie en natuurlike frekwensie?
• Natuurlike frekwensie is 'n eienskap van 'n stelsel.
• Resonansie is 'n gebeurtenis wat plaasvind wanneer 'n sisteem voorsien word van die eksterne periodieke krag wat die natuurlike frekwensie het.
• Natuurlike frekwensie kan vir 'n stelsel bereken word.
• Die amplitude van die krag wat voorsien word bepaal die amplitude van die resonansie.
