Põhisageduse ja loodusliku sageduse erinevus

Põhisagedus vs looduslik sagedus
 

Looduslik sagedus ja põhisagedus on kaks lainetega seotud nähtust, mis on väga olulised. Need nähtused omavad suurt tähtsust sellistes valdkondades nagu muusika, ehitustehnoloogiad, katastroofide ennetamine, akustika ja enamus looduslike süsteemide analüüsist. Nendes valdkondades silma paistmiseks on ülioluline omada nende mõistete selget mõistmist. Selles artiklis käsitleme põhisageduse ja loomuliku sageduse määratlusi, rakendusi, loomuliku ja põhisagedusega seotud nähtusi, nende sarnasusi ning loomuliku ja põhisageduse erinevusi.

Mis on looduslik sagedus?

Igal süsteemil on omadus, mida nimetatakse looduslikuks sageduseks. Süsteem järgib seda sagedust, kui süsteemile tuleb anda väike võnkumine. Süsteemi loomulik sagedus on väga oluline. Sellised sündmused nagu maavärinad ja tuuled võivad hävitada sama loodusliku sagedusega objekte kui sündmus ise. On väga oluline mõista ja mõõta süsteemi loomulikku sagedust, et kaitsta seda selliste loodusõnnetuste eest. Naturaalne sagedus on otseselt seotud resonantsiga. Kui süsteemile (nt pendlile) antakse väike võnkumine, hakkab see kõikuma. Sagedus, millega see kiigub, on süsteemi loomulik sagedus. Kujutage nüüd ette süsteemse perioodilise välise jõu rakendamist. Selle välise jõu sagedus ei pea tingimata sarnanema süsteemi loomuliku sagedusega. See jõud proovib süsteemi võnkuda jõu sagedusele. See loob ebaühtlase mustri. Osa süsteemist neelab välise jõu energiat. Vaatleme nüüd juhtumit, kus sagedused on samad. Sel juhul pöördub pendel vabalt, maksimaalse energiaga, mis on neelduv välisest jõust. Seda nimetatakse resonantsiks. Sellistel süsteemidel nagu hooned, elektroonilised ja elektrilised vooluringid, optilised süsteemid, helisüsteemid ja isegi bioloogilised süsteemid on loomulikud sagedused. Sõltuvalt süsteemist võivad need esineda impedantsi, võnke või superpositsiooni kujul.

Mis on põhisagedus?

Põhisagedus on mõiste, mida arutatakse seisvates lainetes. Kujutage ette kahte identset lainet, mis liiguvad vastassuunas. Kui need kaks lainet kohtuvad, nimetatakse tulemust seisvaks laineks. + X suunas liikuva laine võrrand on y = A sin (ωt - kx) ja -x suunas liikuva sarnase laine võrrand on y = A sin (ωt + kx). Superpositsiooni põhimõttel on nende kahe kattumisel tekkiv lainekuju y = 2A sin (kx) cos (ωt). See on seisva laine võrrand. 'x' on kaugus lähtest; antud x väärtuse korral muutub 2A sin (kx) konstandiks. Sin (kx) varieerub vahemikus -1 kuni +1. Seetõttu on süsteemi maksimaalne amplituud 2A. Põhisagedus on süsteemi omadus. Põhisageduse korral ei süsteemide kaks otsa võnku ja neid tuntakse sõlmedena. Süsteemi kese võngub maksimaalse amplituudiga ja seda tuntakse antinoodina.