Różnica między oscylacjami tłumionymi i nieokreślonymi

Każdy obiekt, każda cząstka i każdy system oscyluje we własnej częstotliwości naturalnej lub zbiorze częstotliwości. Częstotliwość naturalna obiektu to częstotliwość, przy której obiekt ma tendencję do wibracji lub oscylujących bez przyłożonej siły zewnętrznej. Wszystkie te obiekty i cząstki wymagają źródła energii przy określonej częstotliwości od kilku Hz do kilku MHz. Wymóg ten może być spełniony przez urządzenie elektroniczne o nazwie oscylator. Jest to obwód elektroniczny używany do generowania sygnału i jest powszechnie spotykany w komputerach, odbiornikach bezprzewodowych i nadajnikach, systemach oprzyrządowania i wszelkiego rodzaju systemach elektronicznych. Po prostu wytwarza okresowe oscylacje w postaci energii elektrycznej lub mechanicznej.

Oscylator może wytwarzać fali sinusoidalne lub nie-sinusoidalne. Zasadniczo oscylatory są podzielone na dwa główne typy - oscylatory sinusoidalne i nie -sinusoidalne. W tym artykule skupimy się tylko na oscylatorach sinusoidalnych. Oscylator, który wytwarza moc fali sinusoidalnej, jest oscylator sinusoidalny. Są klasyfikowane zgodnie z ich komponentami decydującymi o częstotliwości. Oscylacje generowane przez oscylatory sinusoidalne mogą być sklasyfikowane jako oscylacje tłumione i nieokreślone. Tarcie w systemie oscylacyjnym jest określane jako tłumienie. Rzućmy okiem na dwa rodzaje wibracji i zwróćmy uwagę na kluczowe punkty porównujące te dwa.

Co to jest tłumione oscylacje?

Oscylacje elektroniczne, których amplituda zmniejsza się z czasem z powodu strat związanych z układem elektrycznym, w którym generowane są oscylacje, nazywane są oscylacjami tłumionymi. Odnosi się do oscylacji, która z czasem zanika. Oscylator zawsze podlega siłom, które rozpraszają część energii oscylatora jako ciepło lub w innych postaciach. Ponieważ energia jest proporcjonalna do kwadratu amplitudy, amplituda zmniejsza się stopniowo, aż oscylator powróci do równowagi. Obwody oscylatora powodują następnie tłumione oscylacje. Jednak częstotliwość oscylacji pozostaje niezmieniona, ponieważ zależy to od parametrów obwodu. Najlepszym przykładem tłumionej oscylacji jest wahadło kołyszące się, w którym wibracja zwalnia i zatrzymuje się z czasem.

Co to jest nieokreślone oscylacje?

Gdyby straty poniesione w układzie elektrycznym mogłyby zostać zrekompensowane, amplituda oscylacji pozostałaby stała i jako taka oscylacja byłaby kontynuowana w stosunku do zaburzeń zewnętrznych i zmian w warunkach początkowych. Ten rodzaj oscylacji nazywa się nieokreśloną oscylacją. Mówiąc najprościej, oscylacje, których amplituda pozostaje stała z czasem, nazywane są nieokreślonymi oscylacjami. Systemy, które mogą generować takie oscylacje, nazywane są systemami oscylacyjnymi i są utrzymywane przez zewnętrzne źródło energii w nieliniowym systemie rozpraszającym. Jeśli oscylator wytwarza nieokreślone oscylacje, wówczas nie ma strat mocy ani przepisów w celu zrekompensowania strat mocy.

Różnica między oscylacjami tłumionymi i nieokreślonymi

Znaczenie tłumionych i nieokreślonych oscylacji

Oscylacje generowane przez oscylatory sinusoidalne mogą być sklasyfikowane jako oscylacje tłumione i nieokreślone. Oscylacje elektroniczne, których amplituda zmniejsza się z czasem z powodu strat związanych z układem elektrycznym, w którym generowane są oscylacje, nazywane są oscylacjami tłumionymi. Gdyby jednak straty poniesione w układzie elektrycznym mogłyby zostać skompensowane, amplituda oscylacji pozostałaby stała i jako taka oscylacja będzie kontynuowana w stosunku do zaburzeń zewnętrznych i zmian w warunkach początkowych. Ten rodzaj oscylacji nazywa się nieokreśloną oscylacją.

Utrata energii u tłumienia vs. Niezamaszone oscylacje

W tłumionych oscylacjach amplituda wygenerowanej fali stopniowo maleje z czasem, ponieważ utrata mocy nie jest kompensowana. Taki rodzaj oscylacji nie trwa dłużej, a na koniec przestaje. Gdzie jest utrata energii, ruch staje się tłumiony. Przeciwnie, jeśli obwód oscylatora wytwarza nieokreślone oscylacje, wówczas nie ma strat mocy ani rezerwy w celu zrekompensowania strat mocy. Mają stałe oscylacje amplitudy, co oznacza, że ​​amplituda nie spada z czasem, więc nie ma utraty energii.

Przyczyna

Tłumienie to postępujące zmniejszenie amplitudy oscylacji w układzie oscylacyjnym, spowodowane rozproszeniem przechowywanej energii. Tłumienie wynika z tarcia płynu poruszającego się w rurce, która ma tendencję do gaszenia wszelkich oscylacji i zmniejszenia odpowiedzi częstotliwościowej układu przetwornika. Zazwyczaj wszystkie rodzaje wibracji są mniej lub bardziej tłumione, dlatego konieczne jest zrekompensowanie strat energii poprzez dostarczanie dodatkowej energii z agencji zewnętrznej, aby oscylacje były nie do zniesienia. Każda energia dostarczana z zewnątrz powinna być w fazie z ustawionymi oscylacjami.

Tłumiony vs. Niezwłoczone oscylacje: wykres porównawczy

Podsumowanie tłumionego vs. Niezamaszone oscylacje

Krótko mówiąc, główna różnica między oscylacjami tłumionymi i nieudanymi polega na tym, że w tłumionych oscylacjach amplituda wygenerowanej fali stopniowo maleje w czasie, podczas gdy amplituda generowanej fali nie zmienia się w czasie, w przypadku nieudanych oscylacji. Gdzie jest utrata energii, ruch staje się tłumiony. Przeciwnie, jeśli obwód oscylatora wytwarza nieokreślone oscylacje, wówczas nie ma strat mocy ani rezerwy w celu zrekompensowania strat mocy. Tłumienie to postępujące zmniejszenie amplitudy oscylacji w układzie oscylacyjnym, spowodowane rozproszeniem przechowywanej energii. Zasadniczo wszystkie rodzaje wibracji są mniej lub bardziej tłumione, dlatego konieczne jest zrekompensowanie strat energii poprzez dostarczanie dodatkowej energii z agencji zewnętrznej, aby oscylacje były nie do zniesienia.