Razlika između prigušenih i nenarušenih oscilacija

Svaki objekt, svaka čestica i svaki sustav oscilira u svojoj prirodnoj frekvenciji ili skupu frekvencija. Prirodna frekvencija objekta je frekvencija na kojoj objekt ima tendenciju da vibrira ili oscilira bez da se primijeni vanjska sila. Svi ti predmeti i čestice zahtijevaju izvor energije u specifičnoj frekvenciji koja se kreće od nekoliko Hz do nekoliko MHz. Taj se zahtjev može ispuniti elektroničkim uređajem koji se naziva oscilator. To je elektronički sklop koji se koristi za generiranje signala i uobičajeno se nalazi u računalima, bežičnim prijemnicima i odašiljačima, instrumentima i svim vrstama elektroničkih sustava. Jednostavno proizvodi periodične oscilacije u obliku električne ili mehaničke energije.

Oscilator može proizvesti sinusne ili ne-sinusoidne oblike vala. Oscilatori se u osnovi razvrstavaju u dvije glavne vrste - sinusoidni i ne-sinusoidni oscilatori. U ovom ćemo se članku usredotočiti samo na sinusoidne oscilatore. Oscilator koji proizvodi sinusni izlaz je sinusoidni oscilator. Razvrstavaju se prema njihovim komponentama koje određuju frekvenciju. Oscilacije koje stvaraju sinusoidni oscilatori mogu se kategorizirati kao prigušene i nesmetane oscilacije. Trenje u oscilirajućem sustavu naziva se prigušivanjem. Pogledajmo dvije vrste vibracija i istaknemo ključne točke koje ih uspoređuju.

Što su prigušene oscilacije?

Elektronske oscilacije čija se amplituda smanjuje s vremenom zbog gubitaka svojstvenih električnom sustavu u kojem nastaju oscilacije, nazivaju se prigušenim oscilacijama. Odnosi se na oscilaciju koja vremenom odmiče. Oscilator je uvijek podložan silama koje dio energije oscilatora raspršuju kao toplina ili u drugim oblicima. Kako je energija proporcionalna kvadratu amplitude, amplituda se postepeno smanjuje sve dok se oscilator ne vrati u ravnotežu. Zatim krugovi oscilatora proizvode prigušene oscilacije. Međutim, frekvencija oscilacija ostaje nepromijenjena jer ovisi o parametrima kruga. Najbolji primjer prigušene oscilacije je klatno s njihanjem, u kojem se vibracija usporava i s vremenom zaustavlja..

Što su neampirirane oscilacije?

Ako bi se gubici nastali u električnom sustavu mogli nadoknaditi, amplituda oscilacije ostala bi konstantna i kao takva oscilacija će se nastaviti u nedogled, kako protiv vanjskih poremećaja, tako i od promjena u početnim uvjetima. Ova vrsta oscilacije naziva se nesmetana oscilacija. Jednostavno rečeno, oscilacije čija amplituda ostaje stalna s vremenom nazivaju se nesmetane oscilacije. Sustavi koji mogu generirati takve oscilacije nazivaju se oscilirajućim sustavima s vlastitom pobudom i održavaju ih vanjskim izvorom energije u nelinearnom disipacijskom sustavu. Ako oscilator proizvodi nesmetane oscilacije, tada ne postoje gubici snage ili odredbe koje bi mogle nadoknaditi gubitke snage.

Razlika između prigušenih i nenarušenih oscilacija

Značenje prigušenih i nesmetanih oscilacija

Oscilacije koje stvaraju sinusoidni oscilatori mogu se kategorizirati kao prigušene i nesmetane oscilacije. Elektronske oscilacije čija se amplituda smanjuje s vremenom zbog gubitaka svojstvenih električnom sustavu u kojem nastaju oscilacije, nazivaju se prigušenim oscilacijama. Međutim, ako se gubici nastali u električnom sustavu mogu nadoknaditi, amplituda oscilacija ostaje konstantna i kao takva oscilacija će se nastaviti u nedogled, kako protiv vanjskih poremećaja, tako i od promjena u početnim uvjetima. Ova vrsta oscilacije naziva se nesmetana oscilacija.

Gubitak energije u prigušenim vs nenamjerenim oscilacijama

Pri prigušenim oscilacijama amplituda generiranog vala postupno se smanjuje s vremenom jer se gubitak energije ne nadoknađuje. Takva vrsta oscilacija ne traje dulje vrijeme i konačno prestaje. Tamo gdje postoji gubitak energije, gibanje se priguši. Suprotno tome, ako oscilatorski krug proizvodi nesmetane oscilacije, tada ne postoje gubici snage ili odredba koja bi nadomjestila gubitke snage. Imaju stalne oscilacije amplitude, što znači da amplituda ne opada s vremenom, tako da nema gubitka energije.

Uzrok

Prigušenje je progresivno smanjenje amplitude oscilacija u oscilacijskom sustavu, uzrokovano disipacijom uskladištene energije. Prigušivanje je rezultat trenja fluida koji se kreće unutar cijevi, a ima tendenciju da ugasi sve oscilacije i smanji frekvencijski odziv pretvaračkog sustava. Tipično su sve vrste vibracija manje ili više prigušene, pa je potrebno nadoknaditi gubitke energije opskrbom dodatnom energijom od vanjske agencije kako bi se oscilacije ugušile. Svaka energija opskrbljena izvana trebala bi biti u fazi s postavljenim oscilacijama.

Osušene oscilacije naspram prigušenja: Usporedni grafikon

Sažetak oscilacija od prigušenih u odnosu na nenamjerene oscilacije

Ukratko, glavna razlika između prigušenih i nesmetanih oscilacija je u tome što se pri prigušenim oscilacijama amplituda generiranog vala postepeno smanjuje s vremenom, dok se amplituda generiranog vala s vremenom ne mijenja, u slučaju nesmetanih oscilacija. Tamo gdje postoji gubitak energije, gibanje se priguši. Naprotiv, ako oscilatorski krug proizvodi nesmetane oscilacije, tada ne postoje gubici snage ili odredba koja bi nadomjestila gubitke snage. Prigušenje je progresivno smanjenje amplitude oscilacija u oscilacijskom sustavu, uzrokovano disipacijom uskladištene energije. Općenito, sve su vrste vibracija manje ili više prigušene, pa je potrebno nadoknaditi gubitke energije opskrbom dodatnom energijom od vanjske agencije kako bi se oscilacije ugušile.