Unterschied zwischen Resonanz und Eigenfrequenz

Resonanz gegen Eigenfrequenz

Resonanz und Eigenfrequenz sind zwei sehr wichtige Themen, die unter den Themenwellen und Schwingungen diskutiert werden. Es spielt auch eine wichtige Rolle in Bereichen wie Schaltungstheorie, Katastrophenmanagement, Ingenieurwesen und sogar Biowissenschaften. Dieser Artikel wird versuchen, diese beiden Phänomene, ihre Bedeutung, ihre Ähnlichkeiten und schließlich deren Unterschiede zu diskutieren.

Eigenfrequenz

Jedes System verfügt über eine Eigenschaft namens Eigenfrequenz. Die Eigenfrequenz eines Systems ist sehr wichtig; Es ist die Frequenz, die dem System folgt, wenn das System mit einer kleinen Schwingung versehen ist. Ereignisse wie Erdbeben und Winde können Objekte mit der gleichen Eigenfrequenz wie das Ereignis selbst zerstören. Es ist sehr wichtig, die Eigenfrequenz eines Systems zu verstehen und zu messen, um es vor solchen Naturkatastrophen zu schützen. Die Eigenfrequenz steht in direktem Zusammenhang mit der Resonanz. Es wird später erklärt. Systeme wie Gebäude, elektronische und elektrische Schaltkreise, optische Systeme, Schallsysteme und sogar biologische Systeme haben Eigenfrequenzen. Sie können je nach System in Form von Impedanz, Schwingung oder Überlagerung sein.

Resonanz

Wenn ein System (e.G: Ein Pendel) erhält eine kleine Schwingung, es wird zu schwingen beginnen. Die Frequenz, mit der es schwingt, ist die Eigenfrequenz des Systems. Stellen Sie sich nun eine periodische externe Kraft vor, die auf das System angewendet wird. Die Häufigkeit dieser externen Kraft ähnelt nicht unbedingt der Eigenfrequenz des Systems. Diese Kraft wird versuchen, das System zur Frequenz der Kraft zu schwingen. Dies schafft ein ungleiches Muster. Eine gewisse Energie aus der externen Kraft wird vom System absorbiert. Betrachten wir nun den Fall, in dem die Frequenzen gleich sind. In diesem Fall schwingt das Pendel frei mit maximaler Energie, die aus der äußeren Kraft absorbiert wird. Dies nennt man Resonanz. In diesem Fall würde sich das Pendel, selbst wenn das Pendel und die Kraft nicht in derselben Phase wären, sich schließlich an die Phase der Kraft anpassen. Dies ist eine erzwungene Schwingung. Da das Pendel bei Resonanz die höchste Energiemenge absorbiert, ist die Amplitude des Pendels bei Resonanz maximal. Dies ist die Gefahr, die die Erdbeben und Stürme bringen. Angenommen, die Eigenfrequenz eines Gebäudes entspricht dem des Erdbebens. Das Gebäude schwingt mit der höchsten Amplitude schließlich zusammen. Es gibt auch einen Resonanzzustand in LCR -Schaltungen. Die Impedanz einer LCR -Kombination hängt von der Häufigkeit des alternativen Stroms ab. Die Resonanz erfolgt bei der Mindestimpedanz. Die Frequenz, die der minimalen Frequenz entspricht. Bei der höchsten Impedanz soll das System anti-resonant sein. Diese Resonanz und Anti-Resonanz wird häufig bei Tuningschaltungen bzw. Filterschaltungen verwendet.