Razlika između rezonancije i prirodne frekvencije

Rezonanca vs prirodna frekvencija

Rezonanca i prirodna frekvencija dvije su vrlo važne teme o kojima se govori u talasnim valovima i vibracijama. Također igra vitalnu ulogu u područjima kao što su teorija krugova, upravljanje katastrofama, inženjerstvo i čak znanosti o životu. Ovaj će članak pokušati razmotriti ove dvije pojave, njihov značaj, sličnosti i na kraju njihove razlike.

Prirodna frekvencija

Svaki sustav ima svojstvo koje se naziva prirodna frekvencija. Prirodna frekvencija sustava vrlo je važna; to je frekvencija koju će sustav slijediti, ako sustav ima malu oscilaciju. Događaji poput zemljotresa i vjetra mogu uništiti predmete s istom prirodnom frekvencijom kao i sam događaj. Vrlo je važno razumjeti i mjeriti prirodnu frekvenciju sustava kako bi se zaštitio od takvih prirodnih katastrofa. Prirodna frekvencija izravno je povezana s rezonancom. To će biti objašnjeno kasnije. Sustavi kao što su zgrade, elektronički i električni krugovi, optički sustavi, zvučni sustavi, pa čak i biološki sustavi imaju prirodne frekvencije. Mogu biti u obliku impedance, oscilacija ili superpozicije, ovisno o sustavu.

Rezonancija

Kad sustav (npr. Klatno) dobije malu oscilaciju, počet će se njihati. Frekvencija kojom se ljulja prirodna je frekvencija sustava. Zamislite sada periodičnu vanjsku silu koja se primjenjuje na sustav. Učestalost ove vanjske sile ne mora nužno biti slična prirodnoj frekvenciji sustava. Ova sila će pokušati oscilirati sustav na frekvenciju sile. To stvara neravni uzorak. Sustav apsorbira određenu energiju vanjske sile. Sada razmotrimo slučaj gdje su frekvencije iste. U tom će se slučaju klatno slobodno njihati s maksimalnom energijom koju apsorbira vanjska sila. To se zove rezonanca. U ovom slučaju, čak i ako klatno i sila nisu bili u istoj fazi, klatno bi se na kraju prilagodilo fazi sile. Ovo je prisilna oscilacija. Kako klatno apsorbira najveću količinu energije u rezonanci, amplituda klatna je u rezonanci maksimalna. To je opasnost koju potresi i oluje donose. Pretpostavimo da je prirodna frekvencija zgrade jednaka frekvenciji potresa, zgrada će se ljuljati s najvećom amplitudom koja se na kraju sruši. U LCR krugovima također postoji rezonantno stanje. Impedancija bilo koje LCR kombinacije ovisi o frekvenciji alternativne struje. Rezonanca se odvija na minimalnoj impedanciji. Frekvencija koja odgovara minimalnoj frekvenciji je rezonantna frekvencija. Pri najvišoj impedanciji, za sistem se kaže da djeluje antirezonantno. Ova se rezonanca i antirezonanca široko primjenjuju u podešavanju strujnih krugova i kod filtera.