Rezonancija naspram prirodne frekvencije
Rezonancija i prirodna frekvencija su dvije vrlo važne teme o kojima se raspravlja pod temom valovi i vibracije. Takođe igra vitalnu ulogu u oblastima kao što su teorija kola, upravljanje katastrofama, inženjering, pa čak i nauke o životu. Ovaj članak će pokušati da prodiskutuje ova dva fenomena, njihov značaj, njihove sličnosti i na kraju njihove razlike.
prirodna frekvencija
Svaki sistem ima svojstvo koje se zove prirodna frekvencija. Prirodna frekvencija sistema je veoma važna; to je frekvencija koju će sistem pratiti, ako je u sistemu obezbeđena mala oscilacija. Događaji kao što su zemljotresi i vjetrovi mogu uništiti objekte sa istom prirodnom frekvencijom kao i sam događaj. Veoma je važno razumjeti i izmjeriti prirodnu frekvenciju sistema kako bismo ga zaštitili od ovakvih prirodnih katastrofa. Prirodna frekvencija je direktno povezana sa rezonancijom. To će biti objašnjeno kasnije. Sistemi kao što su zgrade, elektronska i električna kola, optički sistemi, zvučni sistemi, pa čak i biološki sistemi imaju prirodne frekvencije. Mogu biti u obliku impedanse, oscilacije ili superpozicije u zavisnosti od sistema.
Resonance
Kada je sistemu (npr. klatno) data mala oscilacija, on će početi da se ljulja. Frekvencija kojom se ljulja je prirodna frekvencija sistema. Sada zamislite periodičnu spoljnu silu koja se primenjuje na sistem. Frekvencija ove vanjske sile ne mora nužno biti slična prirodnoj frekvenciji sistema. Ova sila će pokušati oscilirati sistem na frekvenciju sile. Ovo stvara neujednačen uzorak. Nešto energije iz vanjske sile apsorbira sistem. Sada razmotrimo slučaj u kojem su frekvencije iste. U tom slučaju, klatno će se slobodno ljuljati s maksimalnom energijom apsorbovanom od vanjske sile. Ovo se zove rezonancija. U ovom slučaju, čak i da klatno i sila nisu u istoj fazi, klatno bi se na kraju prilagodilo fazi sile. Ovo je prisilna oscilacija. Pošto klatno apsorbuje najveću količinu energije u rezonanciji, amplituda klatna je maksimalna u rezonanciji. To je opasnost koju nose zemljotresi i oluje. Pretpostavimo da je prirodna frekvencija zgrade ista kao i kod zemljotresa, zgrada će se zanjihati najvećom amplitudom i na kraju će se urušiti. Takođe postoji rezonantno stanje u LCR kolima. Impedansa bilo koje LCR kombinacije ovisi o frekvenciji alternativne struje. Rezonancija se odvija pri minimalnoj impedansi. Frekvencija koja odgovara minimalnoj frekvenciji je rezonantna frekvencija. Na najvišoj impedansi, sistem se kaže da je antirezonantni. Ova rezonancija i anti-rezonancija se široko koriste u krugovima za podešavanje i filterskim krugovima.
Koja je razlika između rezonancije i prirodne frekvencije?
• Prirodna frekvencija je svojstvo sistema.
• Rezonancija je događaj koji se javlja kada je sistemu snabdjevena vanjska periodična sila koja ima prirodnu frekvenciju.
• Prirodna frekvencija se može izračunati za sistem.
• Amplituda dovedene sile određuje amplitudu rezonancije.
