Atšķirība starp slāpētām un neveicinātām svārstībām

Katrs objekts, katra daļiņa un katra sistēma svārstās savā dabiskajā frekvencē vai frekvenču komplektā. Objekta dabiskā frekvence ir frekvence, kurā objektam ir tendence vibrēt vai svārstīties bez jebkāda ārēja spēka pielietošanas. Visiem šiem objektiem un daļiņām ir nepieciešams enerģijas avots ar noteiktu frekvenci no dažām Hz līdz vairākām MHz. Šo prasību var izpildīt ar elektronisku ierīci, ko sauc par oscilatoru. Tā ir elektroniska shēma, ko izmanto signāla ģenerēšanai, un to parasti atrod datoros, bezvadu uztvērējos un raidītājos, mērīšanas sistēmās un visu veidu elektroniskajās sistēmās. Tas vienkārši rada periodiskas svārstības elektriskās vai mehāniskās enerģijas veidā.

Oscilators var radīt sinusoidālas vai nesinusoidālas viļņu formas. Pamatā oscilatori tiek iedalīti divos galvenajos veidos - sinusoidālie un nesinusoidālie oscilatori. Šajā rakstā mēs pievērsīsim uzmanību tikai sinusoidālajiem oscilatoriem. Oscilators, kas rada sinusoidālu vilni, ir sinusoidāls oscilators. Tos klasificē pēc to frekvenci noteicošajām sastāvdaļām. Sinusoidālo oscilatoru radītās svārstības var klasificēt kā slāpētas un nesamērīgas svārstības. Berze oscilējošā sistēmā tiek saukta par slāpēšanu. Apskatīsim divus vibrāciju veidus un norādīsim galvenos punktus, salīdzinot tos divus.

Kas ir slāpētas svārstības?

Elektroniskās svārstības, kuru amplitūda ar laiku samazinās, pateicoties zaudējumiem, kas raksturīgi elektriskajai sistēmai, kurā rodas svārstības, sauc par slāpētām svārstībām. Tas attiecas uz svārstībām, kas ar laiku izzūd. Oscilatoru vienmēr ietekmē spēki, kas daļu oscilatora enerģijas izkliedē kā siltumu vai citā veidā. Tā kā enerģija ir proporcionāla amplitūdas kvadrātam, amplitūda pakāpeniski samazinās, līdz oscilators atgriežas līdzsvarā. Tad oscilatoru shēmas rada slāpētas svārstības. Tomēr svārstību frekvence paliek nemainīga, jo tā ir atkarīga no ķēdes parametriem. Labākais slāpēto svārstību piemērs ir šūpojoša svārsts, kurā vibrācija palēninās un laika gaitā apstājas.

Kas ir nesamērīgas svārstības?

Ja elektriskās sistēmas radītos zaudējumus varētu kompensēt, svārstību amplitūda paliktu nemainīga, un tādējādi svārstības turpinātuies bezgalīgi, ņemot vērā gan ārējos traucējumus, gan sākotnējo apstākļu izmaiņas. Šo svārstību veidu sauc par nesamērīgu svārstību. Tātad, vienkārši sakot, svārstības, kuru amplitūda paliek nemainīga laika gaitā, sauc par nesamērīgām svārstībām. Sistēmas, kas var radīt šādas svārstības, sauc par pašsajūtas oscilējošām sistēmām, un tās uztur ārējs enerģijas avots nelineārā izkliedējošā sistēmā. Ja oscilators rada neslāpētas svārstības, tad nav enerģijas zudumu vai noteikumu, kas kompensētu jaudas zudumus.

Atšķirība starp slāpētām un neveicinātām svārstībām

Novājinātu un nesamērīgu svārstību nozīme

Sinusoidālo oscilatoru radītās svārstības var klasificēt kā slāpētas un nesamērīgas svārstības. Elektroniskās svārstības, kuru amplitūda ar laiku samazinās, pateicoties zaudējumiem, kas raksturīgi elektriskajai sistēmai, kurā rodas svārstības, sauc par slāpētām svārstībām. Tomēr, ja elektriskās sistēmas radītos zaudējumus varētu kompensēt, svārstību amplitūda paliktu nemainīga, un tādā veidā svārstības turpinātos bezgalīgi gan attiecībā uz ārējiem traucējumiem, gan sākotnējo apstākļu izmaiņām. Šo svārstību veidu sauc par nesamērīgu svārstību.

Enerģijas zudumi slāpētājos pret nevājinātajām svārstībām

Slāpētajās svārstībās ģenerētā viļņa amplitūda ar laiku pakāpeniski samazinās, jo enerģijas zudumi netiek kompensēti. Šāda veida svārstības neturpināsies ilgāku laiku un, visbeidzot, izbeidzas. Ja tiek zaudēta enerģija, kustība tiek slāpēta. Gluži pretēji, ja oscilatoru ķēde rada nesamērīgas svārstības, tad nav enerģijas zudumu vai nodrošinājuma, kas kompensētu jaudas zudumus. Viņiem ir nemainīgas amplitūdas svārstības, tas nozīmē, ka amplitūda ar laiku nesamazinās, tāpēc netiek zaudēta enerģija.

Cēlonis

Slāpēšana ir pakāpeniska svārstību amplitūdas samazināšana oscilatīvā sistēmā, ko izraisa uzkrātās enerģijas izkliede. Slāpēšana rodas, berzējot šķidrumu, kas pārvietojas caurulē, un tas mēdz izdzēst jebkādas svārstības un samazināt devēja sistēmas frekvences reakciju. Parasti visu veidu vibrācijas ir vairāk vai mazāk slāpētas, tāpēc enerģijas zudumi ir jākompensē, piegādājot papildu enerģiju no ārējas aģentūras, lai svārstības nebūtu mazinātas. Jebkurai enerģijai, kas tiek piegādāta no ārpuses, jābūt fāzē ar iestatītajām svārstībām.

Noslāpēti un nelīdzināti svārstības: salīdzināšanas diagramma

Kopsavilkums par slāpētām un nelīdzinātām svārstībām

Īsumā, galvenā atšķirība starp slāpētām un neveicinātām svārstībām ir tā, ka slāpētā svārstībās laika gaitā pakāpeniski samazinās ģenerētā viļņa amplitūda, turpretī nesašūto svārstību gadījumā ģenerētā viļņa amplitūda ar laiku nemainās. Ja tiek zaudēta enerģija, kustība tiek slāpēta. Gluži pretēji, ja oscilatoru ķēde rada nesamērīgas svārstības, tad nav enerģijas zudumu vai nodrošinājuma, kas kompensētu jaudas zudumus. Slāpēšana ir pakāpeniska svārstību amplitūdas samazināšana oscilatīvā sistēmā, ko izraisa uzkrātās enerģijas izkliede. Parasti visu veidu vibrācijas ir vairāk vai mazāk slāpētas, tāpēc enerģijas kompensācija ir jākompensē, piegādājot papildu enerģiju no ārējas aģentūras, lai svārstības nebūtu mazinātas.