Resonanz vs. Eigenfrequenz
Resonanz und Eigenfrequenz sind zwei sehr wichtige Themen, die unter dem Thema Wellen und Schwingungen behandelt werden. Es spielt auch eine wichtige Rolle in Bereichen wie Sch altungstheorie, Katastrophenmanagement, Ingenieurwesen und sogar Biowissenschaften. Dieser Artikel wird versuchen, diese beiden Phänomene, ihre Bedeutung, ihre Ähnlichkeiten und schließlich ihre Unterschiede zu diskutieren.
Eigenfrequenz
Jedes System hat eine Eigenschaft, die Eigenfrequenz genannt wird. Die Eigenfrequenz eines Systems ist sehr wichtig; es ist die Frequenz, der das System folgt, wenn das System mit einer kleinen Schwingung versehen wird. Ereignisse wie Erdbeben und Winde können Objekte mit der gleichen natürlichen Frequenz 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. Eigenfrequenz steht in direktem Zusammenhang mit Resonanz. Es wird später erklärt. Systeme wie Gebäude, elektronische und elektrische Sch altungen, optische Systeme, Tonsysteme und sogar biologische Systeme haben Eigenfrequenzen. Je nach System können sie in Form von Impedanz, Schwingung oder Überlagerung vorliegen.
Resonanz
Wenn einem System (z. B. einem Pendel) eine kleine Schwingung gegeben wird, beginnt es zu schwingen. Die Frequenz, mit der es schwingt, ist die Eigenfrequenz des Systems. Stellen Sie sich nun eine periodische äußere Kraft vor, die auf das System einwirkt. Die Frequenz dieser externen Kraft muss nicht unbedingt der Eigenfrequenz des Systems entsprechen. Diese Kraft wird versuchen, das System mit der Frequenz der Kraft zum Schwingen zu bringen. Dadurch entsteht ein ungleichmäßiges Muster. Etwas Energie von der äußeren 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 von der äußeren Kraft absorbiert wird. Das nennt man Resonanz. In diesem Fall würde sich das Pendel schließlich an die Phase der Kraft anpassen, selbst wenn das Pendel und die Kraft nicht in der gleichen Phase wären. Dies ist eine erzwungene Schwingung. Da das Pendel bei Resonanz die höchste Energiemenge absorbiert, ist die Amplitude des Pendels bei Resonanz maximal. Diese Gefahr bringen Erdbeben und Stürme mit sich. Angenommen, die Eigenfrequenz eines Gebäudes ist die gleiche wie die des Erdbebens, dann schwingt das Gebäude mit der höchsten Amplitude und bricht schließlich zusammen. Es gibt auch einen Resonanzzustand in LCR-Sch altungen. Die Impedanz jeder LCR-Kombination hängt von der Frequenz des Wechselstroms ab. Die Resonanz findet bei der minimalen Impedanz statt. Die der Minimalfrequenz entsprechende Frequenz ist die Resonanzfrequenz. Bei der höchsten Impedanz wird das System als antiresonant bezeichnet. Diese Resonanz und Antiresonanz wird häufig in Abstimmsch altungen bzw. Filtersch altungen verwendet.
Was ist der Unterschied zwischen Resonanz und Eigenfrequenz?
• Eigenfrequenz ist eine Eigenschaft eines Systems.
• Resonanz ist ein Ereignis, das auftritt, wenn ein System mit der externen periodischen Kraft versorgt wird, die die Eigenfrequenz hat.
• Eigenfrequenz kann für ein System berechnet werden.
• Die Amplitude der zugeführten Kraft bestimmt die Amplitude der Resonanz.
