Всеки обект, всяка частица и всяка система се колебае в собствената си естествена честота или набор от честоти. Естествената честота на даден обект е честотата, с която обектът има тенденция да вибрира или трепте, без да се прилага външна сила. Всички тези обекти и частици изискват източник на енергия с определена честота, варираща от няколко Hz до няколко MHz. Това изискване може да бъде изпълнено от електронно устройство, наречено осцилатор. Това е електронна схема, използвана за генериране на сигнал и често се среща в компютри, безжични приемници и предаватели, инструменти за измерване и всички видове електронни системи. Той просто произвежда периодични трептения под формата на електрическа или механична енергия.

Осцилатор може да произвежда синусоидални или несинусоидални форми на вълната. По принцип осцилаторите се категоризират в два основни типа - синусоидални и несинусоидни осцилатори. В тази статия ще се съсредоточим само върху синусоидалните осцилатори. Осцилатор, който произвежда синусоидален изход, е синусоиден осцилатор. Те се класифицират според техните компоненти, определящи честотата. Колебанията, генерирани от синусоидални осцилатори, могат да се категоризират като амортизирани и невредни трептения. Триенето в осцилираща система се нарича затихване. Нека да разгледаме двата вида вибрации и да посочим ключовите точки, които сравняват двете.

Какво представляват заглушените трептения?

Електронните трептения, чиято амплитуда продължава да намалява с времето поради загубите, присъщи на електрическата система, в която се генерират трептения, се наричат ​​амортизирани трептения. Отнася се за трептене, което избледнява с времето. Осцилаторът винаги е подложен на сили, които разсейват част от енергията на осцилатора като топлина или в други форми. Тъй като енергията е пропорционална на квадрата на амплитудата, амплитудата намалява постепенно, докато осцилаторът се върне в равновесие. След това осцилаторните вериги произвеждат амортизирани осцилации. Честотата на трептенията обаче остава непроменена, защото зависи от параметрите на веригата. Най-добрият пример за амортизирано трептене е люлеещо се махало, при което вибрацията се забавя и спира с времето.

Какво представляват неуспиваните трептения?

Ако загубите, възникнали в електрическата система, могат да бъдат компенсирани, амплитудата на трептенията ще остане постоянна и като такова колебанието ще продължи неограничено дълго време, както при външни смущения, така и при промени в първоначалните условия. Този тип трептения се наричат ​​безсмъртни трептения. Така че, най-просто казано, трептенията, чиято амплитуда остава постоянна с времето, се наричат ​​невзрачни трептения. Системите, които могат да генерират такива трептения, се наричат ​​самовъзбуждащи се осцилиращи системи и те се поддържат от външен източник на енергия в нелинейна дисипативна система. Ако осцилаторът произвежда непрекъснати трептения, тогава няма загуби на мощност или разпоредби, които да компенсират загубите на мощност.

Разлика между трептените и ненамалените трептения

Значение на амортизирани и ненамалени осцилации

Колебанията, генерирани от синусоидални осцилатори, могат да се категоризират като амортизирани и невредни трептения. Електронните трептения, чиято амплитуда продължава да намалява с времето поради загубите, присъщи на електрическата система, в която се генерират трептения, се наричат ​​амортизирани трептения. Ако обаче загубите, възникнали в електрическата система, могат да бъдат компенсирани, амплитудата на трептенията ще остане постоянна и като такова колебанието ще продължи неограничено дълго време, както на външни смущения, така и на промени в първоначалните условия. Този тип трептения се наричат ​​безсмъртни трептения.

Загуба на енергия при амортизирани спрямо невзрачни трептения

При задушени колебания амплитудата на генерираната вълна постепенно намалява с времето, защото загубата на мощност не се компенсира. Такъв тип трептения не продължават по-дълго време и накрая, той престава. Там, където има загуба на енергия, движението се затихва. Напротив, ако веригата на осцилатора произвежда невредни трептения, тогава няма загуби на мощност или разпоредба, която да компенсира загубите на мощност. Те имат постоянни амплитудни трептения, което означава, че амплитудата не пада с времето, така че няма загуба на енергия.

кауза

Затихването е прогресивно намаляване на амплитудата на трептенията в осцилаторна система, причинено от разсейване на натрупаната енергия. Затихването е резултат от триенето на флуида, който се движи в тръбата, което има тенденция да гаси всякакви трептения и да намалява честотната характеристика на датчика. Обикновено всички видове вибрации са повече или по-малко амортизирани, така че е необходимо да се компенсират загубите на енергия чрез подаване на допълнителна енергия от външна агенция, за да се избегнат трептенията. Всяка енергия, подавана отвън, трябва да бъде във фаза с настроените колебания.

Дъмпингови и невзрачни трептения: Сравнителна диаграма

Обобщение на амортизираните спрямо невъзмутимите трептения

С две думи, основната разлика между заглушените и ненамалените трептения е, че при амортизирани трептения амплитудата на генерираната вълна постепенно намалява с течение на времето, докато амплитудата на генерираната вълна не се променя с времето, в случай на неутрализирани трептения. Там, където има загуба на енергия, движението се затихва. Напротив, ако веригата на осцилатора произвежда невредни трептения, тогава няма загуби на мощност или разпоредба, която да компенсира загубите на мощност. Затихването е прогресивно намаляване на амплитудата на трептенията в осцилаторна система, причинено от разсейване на натрупаната енергия. Обикновено всички видове вибрации са повече или по-малко затихвани, така че е необходимо да се компенсират загубите на енергия чрез подаване на допълнителна енергия от външна агенция, за да се избегнат трептенията.

Препратки

  • Сингх, M.D. и J.G. Джоши. Мехатроника. Ню Делхи, Индия: Prentice Hall of India, 2006. Печат
  • Tandon, Ракеш. Структурирана практика за устен изпит за окончателния FRCA. Оксфорд, Великобритания: Oxford University Press, 2011. Печат
  • Грошковски, Януш. Честота на автоколебанията. Амстердам, Холандия: Elsevier, 2013. Печат
  • Рабинович, М.И. и Д.И. Trubetskov. Трептения и вълни: в линейни и нелинейни системи. Abingdon, Обединеното кралство: Taylor & Francis, 1989. Печат
  • Кредит за изображение: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Underdamped_oscillation_xt.png
  • Кредит за изображение: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/1/16/Mplwp_damped_oscillations.svg/500px-Mplwp_damped_oscillations.svg.png