Sự khác biệt giữa cộng hưởng và tần số tự nhiên

Cộng hưởng so với tần số tự nhiên

Cộng hưởng và tần số tự nhiên là hai chủ đề rất quan trọng được thảo luận dưới sóng chủ đề và rung động. Nó cũng đóng một phần quan trọng trong các lĩnh vực như lý thuyết mạch, quản lý thảm họa, kỹ thuật và thậm chí là khoa học đời sống. Bài viết này sẽ cố gắng thảo luận về hai hiện tượng này, ý nghĩa của chúng, sự tương đồng của chúng và cuối cùng là sự khác biệt của chúng.

Tần số tự nhiên

Mỗi hệ thống có một thuộc tính được gọi là tần số tự nhiên. Tần số tự nhiên của một hệ thống là rất quan trọng; đó là tần số mà hệ thống sẽ tuân theo, nếu hệ thống được cung cấp một dao động nhỏ. Các sự kiện như động đất và gió có thể phá hủy các vật thể có cùng tần số tự nhiên như chính sự kiện. Điều rất quan trọng là phải hiểu và đo tần số tự nhiên của một hệ thống để bảo vệ nó khỏi các thảm họa tự nhiên như vậy. Tần số tự nhiên có liên quan trực tiếp với cộng hưởng. Nó sẽ được giải thích sau. Các hệ thống như tòa nhà, mạch điện và điện, hệ thống quang học, hệ thống âm thanh và thậm chí hệ thống sinh học có tần số tự nhiên. Chúng có thể ở dạng trở kháng, dao động hoặc chồng chất tùy thuộc vào hệ thống.

cộng hưởng

Khi một hệ thống (ví dụ: một con lắc) được cung cấp một dao động nhỏ, nó sẽ bắt đầu lắc lư. Tần số mà nó dao động là tần số tự nhiên của hệ thống. Bây giờ hãy tưởng tượng một lực bên ngoài định kỳ áp dụng cho hệ thống. Tần số của ngoại lực này không nhất thiết phải giống với tần số tự nhiên của hệ thống. Lực này sẽ cố gắng dao động hệ thống theo tần số của lực. Điều này tạo ra một mô hình không đồng đều. Một số năng lượng từ ngoại lực được hệ thống hấp thụ. Bây giờ chúng ta hãy xem xét trường hợp tần số là như nhau. Trong trường hợp này, con lắc sẽ tự do lắc với năng lượng tối đa được hấp thụ từ ngoại lực. Điều này được gọi là cộng hưởng. Trong trường hợp này, ngay cả khi con lắc và lực không cùng pha, con lắc cuối cùng sẽ thích nghi với pha của lực. Đây là một dao động cưỡng bức. Vì con lắc hấp thụ lượng năng lượng cao nhất khi cộng hưởng, nên biên độ của con lắc là cực đại khi cộng hưởng. Đây là mối nguy hiểm mà động đất và bão mang lại. Giả sử tần số tự nhiên của một tòa nhà giống như tần số của trận động đất, tòa nhà sẽ dao động với biên độ cao nhất cuối cùng sụp đổ. Ngoài ra còn có một trạng thái cộng hưởng trong các mạch LCR. Trở kháng của bất kỳ tổ hợp LCR nào phụ thuộc vào tần số của dòng điện thay thế. Sự cộng hưởng diễn ra ở trở kháng tối thiểu. Tần số tương ứng với tần số tối thiểu là tần số cộng hưởng. Ở trở kháng cao nhất, hệ thống được cho là chống cộng hưởng. Sự cộng hưởng và chống cộng hưởng này được sử dụng rộng rãi trong các mạch điều chỉnh và mạch lọc tương ứng.