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 trong chủ đề sóng và rung động. Nó cũng đóng một vai trò 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 giống nhau và cuối cùng là sự khác biệt của chúng.
Tần suất tự nhiên
Mọi hệ thống đều có một đặc tính gọi là tần số riêng. Tần số tự nhiên của một hệ thống là rất quan trọng; nó 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 suất tự nhiên với chính sự kiện đó. Điều rất quan trọng là phải hiểu và đo lường tần suất tự nhiên của một hệ thống để bảo vệ nó khỏi những thảm họa thiên nhiên như vậy. Tần số tự nhiên liên quan trực tiếp với cộng hưởng. Nó sẽ được giải thích sau. Các hệ thống như tòa nhà, mạch điện tử và điện, hệ thống quang học, hệ thống âm thanh và thậm chí cả hệ thống sinh học đều 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 cho một hệ (ví dụ: con lắc) thực hiện một dao động nhỏ, nó sẽ bắt đầu dao động. Tần số mà nó dao động là tần số tự nhiên của hệ thống. Bây giờ hãy tưởng tượng một ngoại lực tuần hoàn tác dụng lên hệ thống. Tần số của ngoại lực này không nhất thiết phải giống với tần số riêng của hệ. Lực này sẽ cố gắng để hệ dao động với tần số của lực. Điều này tạo ra một mô hình không đồng đều. Một phần năng lượng từ ngoại lực được hệ hấp thụ. Bây giờ chúng ta hãy xem xét trường hợp các tần số giống nhau. Trong trường hợp này, con lắc sẽ dao động tự do với năng lượng cực đại hấp thụ từ ngoại lực. Đây được gọi là sự cộng hưởng. Trong trường hợp này, ngay cả khi con lắc và lực không cùng pha, con lắc cuối cùng sẽ thích ứng với pha của lực. Đây là một dao động cưỡng bức. Vì con lắc hấp thụ năng lượng cao nhất khi cộng hưởng nên biên độ dao động 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 lắc lư với biên độ cao nhất cuối cùng sẽ sụp đổ. Ngoài ra còn có một trạng thái cộng hưởng trong các mạch LCR. Trở kháng của bất kỳ kết hợp LCR nào phụ thuộc vào tần số của dòng điện thay thế. Sự cộng hưởng diễn ra ở mức trở kháng tối thiểu. Tần số ứng với tần số cực tiểu là tần số cộng hưởng. Ở mức 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.
Sự khác biệt giữa Cộng hưởng và Tần số Tự nhiên là gì?
• Tần số tự nhiên là một thuộc tính của hệ thống.
• Cộng hưởng là một sự kiện xảy ra khi một hệ được cung cấp ngoại lực tuần hoàn bên ngoài có tần số riêng.
• Tần số tự nhiên có thể được tính toán cho một hệ thống.
• Biên độ của lực cung cấp xác định biên độ của cộng hưởng.
