Koja je prirodna oscilacija? vrijednost

Vlastite fluktuacije su procesi koji se razlikuju po određenoj ponovljivosti. Na primjer, oni uključuju kretanje pendulum sat, gitara niz, tuning vilica noge, aktivnost srca.

Mehaničke oscilacije

S obzirom na fizičku prirodu, prirodne oscilacije mogu biti mehanička, elektromagnetska, elektromehanička. Razmotrimo više pojedinosti o prvom postupku. Vlastite oscilacije nastaju kada nema dodatnog trenja, nema vanjskih sila. Za takve kretnje, frekvencija ovisi samo o karakteristikama zadanog sustava.

Harmonski procesi

Ove prirodne oscilacije pretpostavljaju promjenu oscilirajuće vrijednosti prema zakonu kosinus (sinus). Razmotrimo najjednostavniji oblik oscilatorskog sustava koji se sastoji od kugle koja je obješena na oprugu.

U tom slučaju sila gravitacije uravnotežuje elastičnost opruge. Prema Hookeovom zakonu, postoji izravna veza između njegova produljenja izvora i sile koja se primjenjuje na tijelo.

Svojstva elastične sile

Vlastite elektromagnetske oscilacije u krugu odnose se na veličinu učinka na sustav. Sila elastičnosti koja je proporcionalna pomicanju kugle iz ravnotežnog položaja usmjerena je prema ravnotežnom stanju. Premještanje lopte pod njegov utjecaj može se opisati zakonom kosinus.

Razdoblje prirodnih oscilacija će se utvrditi matematički.

U slučaju oprujnog klatna, otkriva se ovisnost o njegovoj krutosti i masu opterećenja. Razdoblje prirodnih oscilacija u ovom slučaju može se izračunati pomoću formule.

Energija s harmonijskim oscilacijama

Vrijednost je konstantna u slučaju da nema sile trenja.

Kao oscilirajući gibanje, kinetička energija se periodički pretvara u potencijalnu količinu.

Prigušene oscilacije

Vlastite elektromagnetske oscilacije mogu se pojaviti u slučaju kada na vanjske sile ne utječu sustav. Frikcija doprinosi prigušenju oscilacija, njihova amplituda smanjuje.

Frekvencija prirodnih oscilacija u oscilatorskom krugu odnosi se na svojstva sustava, kao i na intenzitet gubitaka.

Kako se koeficijent prigušenja povećava, opaža se povećanje perioda oscilirajućeg gibanja.

Omjer amplitude, koji su odvojeni intervalom koji odgovara jednom razdoblju, konstantna je tijekom cijelog procesa. Taj se stav naziva smanjenjem propadanja.

Vlastite oscilacije u oscilatorskom krugu opisane su zakonom sinusa (cosines).

Razdoblje oscilacije je zamišljena količina. Pokret ima aperiodni karakter. Sustav, koji izlazi iz ravnotežnog položaja bez dodatnih oscilacija, vraća se u prvobitno stanje. Način da se sustav dovede u stanje ravnoteže određen je početnim uvjetima.

rezonancija

Razdoblje prirodnih oscilacija kruga određeno je harmonijskim zakonom. Prisilne oscilacije se pojavljuju u sustavu pod djelovanjem periodički različite snage. Prilikom sastavljanja jednadžbe gibanja uzmite u obzir da osim utjecaja prisile, takve se sile djeluju pod slobodnim oscilacijama: otpor medija, kvasi-elastična sila.

Rezonancija je oštar porast amplituda prisilnih oscilacija kada frekvencija pokretne sile teži prirodnoj frekvenciji tijela. Sve oscilacije koje se događaju u ovom slučaju nazivaju se rezonantne.

Da bi se odredio odnos između amplituda i vanjske sile za prisilne oscilacije, može se koristiti eksperimentalno postavljanje. S polaganom rotacijom ručice ručice, opterećenje se pomiče na oprugu prema dolje i prema gore, slično kao i na mjestu njihove suspenzije.

Vlastite elektromagnetske oscilacije u oscilatorskom krugu također mogu izračunati preostale fizičke parametre sustava.

U slučaju brže rotacije, oscilacije se povećavaju, a frekvencija rotacije koja je jednaka jastvu postiže se maksimalna vrijednost amplitude. S naknadnim rastom brzine rotacije, amplituda prisilnih oscilacija analiziranog tereta opet se smanjuje.

Rezonantna svojstva

Uz neznatno kretanje ručke, teret gotovo ne mijenja položaj. Razlog za inerciju prigušnog opruga, koji nema vremena pod utjecajem vanjske sile, stoga se samo "podrhtava na mjestu" promatra.

Prirodna frekvencija oscilacija u krugu odgovara oštrom povećanju amplitude frekvencije vanjskog djelovanja.

Grafikon takvog fenomena naziva se rezonancijskom krivuljom. Također se može uzeti u obzir za navlaku niti. Ako objesite golemu loptu na stalak, kao i nekoliko lakih pendela s različitim duljinama niti.

Svaki od tih pendula ima svoju frekvenciju oscilacije, koja se može odrediti iz ubrzanja gravitacije, duljine niti.

Ako je lopta izvesti iz ravnoteže države, ostavljajući nikakav semafor klatno zatim je pušten, on će se pomaknuti s povremenim prigibaniyam letvica. To će uzrokovati djelovanje periodno mijenjajuće elastične sile na lagane pendre, uzrokujući prisilne oscilacije. Postupno, svi će imati istu amplitudu, što će biti rezonancija.

Taj se fenomen može vidjeti i za metronome čija je baza povezana nitom na os njih. U tom će slučaju swing s maksimalnom amplituda, a frekvencija ingota "vuče" niz odgovara učestalosti slobodnih oscilacija.

Rezonancija nastaje u slučaju kada vanjska sila, koja djeluje u vremenu s slobodnim oscilacijama, obavlja rad s pozitivnom vrijednošću. To dovodi do povećanja amplitude oscilirajućeg gibanja.

Uz pozitivan utjecaj, fenomen rezonancije često provodi negativnu funkciju. Na primjer, ako se zvonoliki jezik trese, važno je da se zvuk poveže u jednom udarcu uz slobodne vibracijske kretnje jezika.

Primjena rezonancije

Na rezonanciji se temelji rad mjerila frekvencije reed. Uređaj je prikazan u obliku elastičnih ploča različitih duljina, pričvršćene na jednu zajedničku osnovu.

U slučaju kontakta mjerača frekvencije s oscilirajućim sustavom u kojem je potrebno utvrditi frekvenciju, ploča čija frekvencija je jednaka mjerenoj, oscilirati će s maksimalnom amplitudom. Nakon što platina ulazi u rezonancu, moguće je izračunati učestalost oscilatorskog sustava.

U osamnaestom stoljeću, nedaleko od francuskog grada Angersa, vojni se odjeljak kretao duž lančanog mosta koji je bio duljine 102 metra. Frekvencija njihovih koraka preuzela je vrijednost jednaku frekvenciji slobodnih oscilacija mosta, što je uzrokovalo rezonanciju. To je uzrokovalo slom lanca, urušavanje mosta.

Godine 1906. iz istog su razloga uništeni egipatski most u Petrogradu, na kojem se kretala eskadrila konjica. Kako bi izbjegli takve neugodne pojave, sada, pri prelasku mosta, vojne jedinice nastavljaju slobodan korak.

Elektromagnetske pojave

One su međusobno povezane oscilacije magnetskog i električnog polja.

Vlastite elektromagnetske oscilacije u krugu nastaju kada se sustav ukloni iz ravnotežnog položaja, na primjer, kada se punjenje napuni kondenzatoru, trenutna vrijednost se mijenja u krugu.

Postoje elektromagnetske oscilacije u različitim električnim krugovima. U tom slučaju, vibracijsko gibanje stvara trenutnu, napon, naboj, snagu električnog polja, magnetsku indukciju i druge elektrodinamičke veličine.

Oni se mogu smatrati prigušenim oscilacijama, jer se energija koja se prijavljuje sustavu grije.

Kao prisilne elektromagnetske oscilacije su procesi u krugu, koji su uzrokovani periodički mijenjajući vanjski sinusoidalni elektromotorni silom.

Slični postupci opisani su istim zakonima kao u slučaju mehaničkih oscilacija, ali imaju sasvim drugačiju fizikalnu prirodu. Električni su fenomeni poseban slučaj elektromagnetskih procesa s napajanjem, naponom i izmjeničnom strujom.

Oscilirajući krug

To je električni krug koji se sastoji od serije spojenog induktora, kondenzatora s određenim kapacitetom, otpora otpornika.

Kod stabilnog ravnotežnog stanja oscilatorskog kruga, kondenzator nema napunjenost, a električna struja ne prolazi kroz zavojnicu.

Među glavnim karakteristikama elektromagnetskih oscilacija, zabilježena je ciklička frekvencija, koja je drugi derivat naboja u odnosu na vrijeme. Faza elektromagnetskih oscilacija je harmonijska količina, opisana zakonom sine (kosinus).

Razdoblje u oscilatorskom krugu određuje Thomsonova formula, ovisi o kapacitetu kondenzatora, a također i induktivitet zavojnice s strujom. Struja u krugu varira prema zakonu sinusa, tako da je moguće odrediti pomak faze za određenu elektromagnetsku oscilaciju.

AC struja

U okviru koji se okreće pri stalnoj kutnoj brzini u homogenom magnetskom polju s određenom količinom indukcije, određuje se harmonijska emf. Prema Faradayjevu zakonu za elektromagnetsku indukciju, oni su određeni promjenom magnetskog toka, to je sinusoidalna vrijednost.

Kada je spojen na vanjski krug oscilator EMF javljaju u svojim prisilnim vibracije koje nastaju ciklički frekvencije co, jednaka vrijednosti na samom izvoru frekvencije. To su nedirnuti pokreti, jer kada se napuni naboj, pojavljuje se potencijalna razlika, pojavljuje se struja u krugu, drugim fizičkim veličinama. To uzrokuje harmonijske promjene napona, struje, koje se nazivaju pulsiranje fizičkih veličina.

Kao industrijska frekvencija izmjenične struje, usvojen je vrijednost 50 Hz. Za izračunavanje količine oslobođene topline tijekom prolaska kroz AC vodič, ne primjenjujte maksimalne vrijednosti snage jer se postiže samo u nekim vremenskim razmacima. U takve se svrhe koristi prosječna snaga, što je omjer sve energije koja prolazi kroz krug tijekom analiziranog razdoblja do njegove vrijednosti.

Vrijednost izmjenične struje odgovara konstantnoj vrijednosti koja stvara istu količinu topline tijekom razdoblja kao i za izmjeničnu struju.

transformator

To je uređaj koji povećava ili smanjuje napon bez značajnog gubitka električne energije. Ovaj dizajn sastoji se od nekoliko ploča na kojima su fiksirana dva svitka s žičanim namotima. Primarni je priključen na izvor izmjeničnog napona, a sekundarni je priključen na uređaje koji troše električnu energiju. Za takav uređaj je odabran omjer transformacije. Za step-up transformator to je manje od jednog, a za step-up transformator ima tendenciju da 1.

Self-oscilacije

To su sustavi koji automatski reguliraju opskrbu energijom iz vanjskog izvora. Procesi koji se pojavljuju u njima smatraju se periodičnim neosjetljivim (samo-oscilirajućim) akcijama. Sličnim sustavima generator žarulje elektromagnetskih interakcija, poziv, sat.

Postoje i slučajevi u kojima različita tijela sudjeluju u različitim smjerovima istovremeno u oscilacijama.

Ako kombiniramo takve prijedloge koji imaju jednaku amplitudu, možemo dobiti harmonijsku oscilaciju s većom amplitudom.

Do Fourierova teorem, skup jednostavnih oscilatorno sustava, koji se može podijeliti u složenom procesu, u skladu s harmonijski spektar. Označava amplitude i frekvencije svih jednostavnih oscilacija koje ulaze u takav sustav. Najčešće, spektar se prikazuje grafički.

Na vodoravnoj osi zabilježene su frekvencije, a ordinate pokazuju amplitude takve vibracije.

Bilo koja vibracijska kretnja: mehanička, elektromagnetna, karakterizirana određenim fizičkim količinama.

Na prvom mjestu, takvi parametri uključuju amplitudu, razdoblje, frekvenciju. Za svaki parametar postoje matematički izrazi, koji vam omogućuju izračunavanje, kvantificirati tražene karakteristike.