Rozdíl mezi tlumenými a ne Tlumenými oscilacemi

Každý objekt, každá částice a každý systém osciluje svou vlastní přirozenou frekvencí nebo sadou frekvencí. Přirozená frekvence objektu je frekvence, při které objekt inklinuje k kmitání nebo kmitání bez použití vnější síly. Všechny tyto objekty a částice vyžadují zdroj energie při specifické frekvenci v rozmezí od několika Hz do několika MHz. Tento požadavek může být splněn elektronickým zařízením zvaným oscilátor. Je to elektronický obvod používaný k generování signálu a běžně se vyskytuje v počítačích, bezdrátových přijímačích a vysílačích, přístrojových systémech a ve všech druzích elektronických systémů. Jednoduše vytváří periodické oscilace ve formě elektrické nebo mechanické energie.

Oscilátor může vytvářet sinusové nebo nesinusové průběhy. V zásadě jsou oscilátory rozděleny do dvou hlavních typů - sinusové a nesinusoidální oscilátory. V tomto článku se zaměříme pouze na sinusové oscilátory. Oscilátor, který produkuje sinusový výstup, je sinusový oscilátor. Jsou klasifikovány podle jejich složek určujících frekvenci. Oscilace generované sinusovými oscilátory mohou být klasifikovány jako tlumené a netlumené oscilace. Tření v oscilačním systému se označuje jako tlumení. Pojďme se podívat na dva typy vibrací a poukázat na klíčové body jejich porovnání.

Co je tlumené oscilace?

Elektronické oscilace, jejichž amplituda se s časem klesá kvůli ztrátám v elektrickém systému, ve kterém jsou oscilace generovány, se nazývají tlumené oscilace. Jedná se o oscilaci, která časem mizí. Oscilátor je vždy vystaven silám, které rozptylují část energie oscilátoru jako teplo nebo v jiných formách. Protože energie je úměrná druhé mocnině amplitudy, amplituda se postupně snižuje, dokud se oscilátor nevrátí do rovnováhy. Obvody oscilátoru pak vytvářejí tlumené oscilace. Frekvence kmitání však zůstává nezměněna, protože závisí na parametrech obvodu. Nejlepší příklad tlumené oscilace je kyvné kyvadlo, ve kterém se vibrace zpomalují a časem se zastaví.

Co je to Nepotažené oscilace?

Pokud by bylo možné kompenzovat ztráty vzniklé v elektrickém systému, zůstala by amplituda kmitání konstantní a tak by kmitání pokračovalo neurčitě jak proti vnějším poruchám, tak změnám v počátečních podmínkách. Tento typ kmitání se nazývá netlumený kmit. Jednoduše řečeno, oscilace, jejichž amplituda zůstává konstantní s časem, se nazývají netlumené oscilace. Systémy, které mohou takové oscilace generovat, se nazývají samočinně vzrušené oscilační systémy a jsou udržovány externím zdrojem energie v nelineárním disipativním systému. Pokud oscilátor vytváří netlumené oscilace, pak neexistují žádné energetické ztráty nebo rezervy pro kompenzaci energetických ztrát.

Rozdíl mezi tlumenými a nepoškozenými oscilacemi

Význam tlumených a netlumených oscilací

Oscilace generované sinusovými oscilátory mohou být klasifikovány jako tlumené a netlumené oscilace. Elektronické oscilace, jejichž amplituda se s časem klesá kvůli ztrátám v elektrickém systému, ve kterém jsou oscilace generovány, se nazývají tlumené oscilace. Pokud by však bylo možné kompenzovat ztráty vzniklé v elektrickém systému, zůstala by amplituda kmitání konstantní a tak by kmitání pokračovalo neurčitě jak proti vnějším poruchám, tak změnám v počátečních podmínkách. Tento typ kmitání se nazývá netlumený kmit.

Energetické ztráty za tlumené oscilace

U tlumených kmitů se amplituda generované vlny s časem postupně snižuje, protože ztráta energie není kompenzována. Takový typ kmitání netrvá déle a nakonec přestává. Pokud dojde ke ztrátě energie, pohyb se utlumí. Naopak, pokud obvod oscilátoru vytváří netlumené oscilace, pak neexistují žádné ztráty energie nebo opatření k vyrovnání ztrát energie. Mají konstantní amplitudové oscilace, což znamená, že amplituda neklesá s časem, takže nedochází ke ztrátě energie.

Způsobit

Tlumení je postupné snižování amplitudy kmitů v oscilačním systému, způsobené rozptylem uložené energie. Tlumení je výsledkem tření tekutiny pohybující se uvnitř trubice, která má tendenci potlačovat jakékoli kmitání a snižuje frekvenční odezvu měniče. Typicky jsou všechny typy vibrací více či méně tlumeny, takže je nutné kompenzovat energetické ztráty dodáváním další energie od externí agentury, aby se oscilace neztrácely. Jakákoli energie dodávaná z vnějšku by měla být ve fázi s oscilací.

Tlumené vs. netlumené oscilace: Srovnávací tabulka

Shrnutí tlumených a nedotčených oscilací

Stručně řečeno, hlavní rozdíl mezi tlumenými a netlumenými kmitáními spočívá v tom, že v tlumených kmitáních se amplituda generované vlny v průběhu času postupně snižuje, zatímco amplituda generované vlny se v průběhu času nemění, v případě netlumených kmitů. Pokud dojde ke ztrátě energie, pohyb se utlumí. Naopak, pokud obvod oscilátoru vytváří netlumené oscilace, pak neexistují žádné ztráty energie nebo opatření k vyrovnání ztrát energie. Tlumení je postupné snižování amplitudy kmitů v oscilačním systému, způsobené rozptylem uložené energie. Obecně jsou všechny typy vibrací víceméně tlumeny, takže je nutné kompenzovat energetické ztráty dodáním další energie od externí agentury, aby se oscilace neztrácely.