Mitetemo ya asili ni michakato ambayo ina sifa ya kujirudia kwa namna fulani. Kwa mfano, hizi ni pamoja na kusogea kwa pendulum ya saa, kamba ya gitaa, miguu ya uma ya kurekebisha, shughuli ya moyo.
Mitetemo ya mitambo
Kwa kuzingatia asili halisi, mizunguko ya asili inaweza kuwa ya kimakaniki, sumakuumeme, kielektroniki. Hebu tuangalie kwa makini mchakato wa kwanza. Vibrations asili hutokea katika kesi ambapo hakuna msuguano wa ziada, hakuna nguvu za nje. Misogeo kama hii ina sifa ya utegemezi wa masafa pekee kwa sifa za mfumo uliotolewa.
Michakato ya Harmonic
Mizunguko hii ya asili inaashiria mabadiliko katika wingi unaozunguka kulingana na sheria ya kosine (sine). Hebu tuchambue aina rahisi zaidi ya mfumo wa oscillatory, unaojumuisha mpira uliosimamishwa kwenye chemchemi.
Katika hali hii, mvuto husawazisha unyumbufu wa majira ya kuchipua. Kulingana na sheria ya Hooke, kuna uhusiano wa moja kwa moja kati ya upanuzi wake wa chemchemi na nguvu inayotumika kwenye mwili.
Sifa za nguvu za elastic
Mizunguko ya sumakuumeme kwenye saketi inahusiana na ukubwa wa athari kwenye mfumo. Nguvu ya elastic, ambayo ni sawa na kuhamishwa kwa mpira kutoka kwa nafasi ya usawa, inaelekezwa kuelekea hali ya usawa. Mwendo wa mpira chini ya ushawishi wake unaweza kuelezewa na sheria ya cosine.
Kipindi asili cha kuzunguka kitabainishwa kihisabati.
Katika kesi ya pendulum ya spring, utegemezi wa rigidity yake, pamoja na wingi wa mzigo, hufunuliwa. Kipindi cha mabadiliko ya asili katika kesi hii kinaweza kuhesabiwa kwa fomula.
Nishati katika mzunguuko wa sauti
Thamani ni thabiti ikiwa hakuna nguvu ya msuguano.
Msogeo wa oscillatory unapotokea, mabadiliko ya mara kwa mara ya nishati ya kinetiki kuwa thamani inayoweza kutokea hutokea.
Mizunguko yenye unyevunyevu
Mizunguko ya sumakuumeme yenyewe inaweza kutokea wakati mfumo haujaathiriwa na nguvu za nje. Msuguano huchangia kuzima kwa oscillations, kupungua kwa amplitude yao huzingatiwa.
Marudio ya msisimko wa asili katika saketi ya oscillatory inahusiana na sifa za mfumo, na vile vile ukubwa wa hasara.
Kwa kuongezeka kwa mgawo wa kupunguza, ongezeko la muda wa mwendo wa oscillatory huzingatiwa.
Uwiano wa amplitudo ambazo hutenganishwa na muda sawa na kipindi kimoja ni thabitithamani katika mchakato mzima. Uwiano huu unaitwa kupungua kwa unyevu.
Mitetemo ya asili katika saketi ya oscillatory inaelezwa na sheria ya sines (cosines).
Kipindi cha oscillation ni kiasi cha kuwazia. Harakati ni ya mara kwa mara. Mfumo, ambao huondolewa kwenye nafasi ya usawa bila oscillations ya ziada, inarudi kwenye hali yake ya awali. Mbinu ya kuleta mfumo katika hali ya usawa inabainishwa na masharti yake ya awali.
Resonance
Kipindi cha mzunguuko asilia wa saketi hubainishwa na sheria ya uelewano. Oscillations ya kulazimishwa huonekana kwenye mfumo chini ya hatua ya nguvu inayobadilika mara kwa mara. Wakati wa kukusanya equation ya mwendo, inazingatiwa kuwa pamoja na athari ya kulazimisha, pia kuna nguvu hizo zinazofanya wakati wa vibrations bure: upinzani wa kati, nguvu ya quasi-elastic.
Resonance ni ongezeko kubwa la amplitude ya msisimko wa kulazimishwa wakati marudio ya nguvu ya kuendesha inapoelekea kwenye masafa ya asili ya mwili. Mitetemo yote inayotokea katika kesi hii inaitwa resonant.
Ili kufichua uhusiano kati ya amplitude na nguvu ya nje kwa mizunguko ya lazima, unaweza kutumia usanidi wa majaribio. Wakati mpini wa kishindo unapozungushwa polepole, mzigo kwenye chemchemi husogea juu na chini sawa na hatua ya kusimamishwa kwao.
Mizunguko ya kibinafsi ya sumakuumeme katika saketi ya oscillatory inaweza kukokotwa na vigezo vingine halisimfumo.
Katika hali ya kuzungusha kwa kasi, mizunguko huongezeka, na masafa ya mzunguko ni sawa na ya asili, thamani ya juu zaidi ya amplitude hufikiwa. Kwa ongezeko la baadae la mzunguko wa mzunguko, amplitude ya oscillations ya kulazimishwa ya mzigo uliochambuliwa hupungua tena.
Tabia ya mlio
Kwa kusogeza kidogo kwa mpini, mzigo karibu haubadilishi mkao wake. Sababu ni hali ya pendulum ya chemchemi, ambayo haiendani na nguvu ya nje, kwa hivyo "jitter mahali" pekee huzingatiwa.
Marudio ya asili ya mizunguko katika saketi italingana na ongezeko kubwa la amplitude ya marudio ya kitendo cha nje.
Mchoro wa jambo kama hilo huitwa mkunjo wa resonance. Inaweza pia kuzingatiwa kwa pendulum ya filament. Ukitundika mpira mkubwa kwenye reli, pamoja na idadi ya pendulum nyepesi zenye urefu tofauti wa nyuzi.
Kila moja ya pendulumu hizi ina masafa yake ya oscillation, ambayo yanaweza kubainishwa kulingana na kuongeza kasi ya kuanguka bila malipo, urefu wa nyuzi.
Ikiwa mpira utatolewa nje ya usawa, na kuacha pendulum nyepesi bila kusogezwa, kisha kutolewa, bembea zake zitasababisha kupinda kwa reli mara kwa mara. Hii itasababisha athari za mabadiliko ya mara kwa mara ya nguvu ya elastic kwenye pendulum nyepesi, na kuwafanya kufanya oscillations ya kulazimishwa. Hatua kwa hatua, zote zitakuwa na amplitude sawa, ambayo itakuwa resonance.
Hali hii inaweza pia kuonekana kwa metronome, ambayo msingi wake umeunganishwathread na mhimili wa pendulum. Katika kesi hii, itateleza na amplitude ya juu, kisha mzunguko wa pendulum "kuvuta" kamba inalingana na mzunguko wa oscillations yake ya bure.
Resonance hutokea wakati nguvu ya nje, inayotenda kwa wakati na mitetemo isiyolipishwa, inafanya kazi kwa thamani chanya. Hii husababisha kuongezeka kwa ukubwa wa mwendo wa oscillatory.
Kando na athari chanya, hali ya mwonekano mara nyingi hufanya kazi hasi. Kwa mfano, ikiwa ulimi wa kengele unayumba, ni muhimu ili sauti itolewe ili kamba itekeleze kwa wakati na misogeo ya bure ya ulimi.
Matumizi ya resonance
Uendeshaji wa mita ya masafa ya mwanzi unatokana na mlio. Kifaa kinawasilishwa kwa namna ya sahani nyororo za urefu tofauti, zilizowekwa kwenye msingi mmoja wa kawaida.
Katika kesi ya kuwasiliana na mita ya mzunguko na mfumo wa oscillatory ambayo inahitajika kuamua mzunguko, sahani hiyo, ambayo mzunguko wake ni sawa na kipimo, itazunguka na amplitude ya juu. Baada ya kuingiza platinamu kwenye resonance, unaweza kukokotoa mzunguko wa mfumo wa oscillating.
Katika karne ya kumi na nane, si mbali na jiji la Ufaransa la Angers, kikosi cha askari kilisogea kwa hatua kwenye daraja la mnyororo, ambalo urefu wake ulikuwa mita 102. Mzunguko wa hatua zao ulichukua thamani sawa na mzunguko wa vibrations bure ya daraja, ambayo ilisababisha resonance. Hii ilisababisha minyororo kukatika, na daraja linaloning'inia kuanguka.
Mnamo 1906, kwa sababu hiyo hiyo, daraja la Wamisri huko St. Petersburg liliharibiwa, ambapo kikosi cha wapanda farasi kilihamia. Ili kuepusha matukio kama haya yasiyofurahisha, sasa nakuvuka daraja, vitengo vya kijeshi huenda kwa mwendo wa bure.
Matukio ya sumakuumeme
Ni mabadiliko yanayohusiana ya uga wa sumaku na umeme.
Mizunguko ya kibinafsi ya sumakuumeme katika saketi hutokea wakati mfumo umetolewa nje ya usawa, kwa mfano, wakati chaji inapotolewa kwa capacitor, mabadiliko katika ukubwa wa sasa katika saketi.
Mzunguko wa sumakuumeme huonekana katika saketi tofauti za umeme. Katika hali hii, mwendo wa oscillatory unafanywa na nguvu za sasa, volti, chaji, nguvu ya uwanja wa umeme, induction ya sumaku na viwango vingine vya kielektroniki.
Zinaweza kuchukuliwa kama mizunguko yenye unyevu, kwa kuwa nishati inayotolewa kwenye mfumo huenda kwenye joto.
Kama mizunguko ya sumakuumeme inavyolazimishwa ni michakato katika saketi, ambayo husababishwa na mabadiliko ya mara kwa mara ya nguvu ya kielektroniki ya sinusoidal ya nje.
Michakato kama hii inaelezewa na sheria sawa na katika kesi ya mitetemo ya mitambo, lakini ina asili tofauti kabisa ya mwili. Matukio ya umeme ni hali maalum ya michakato ya sumakuumeme yenye nguvu, voltage, mkondo wa kupokezana.
Mzunguko wa oscillatory
Ni saketi ya umeme inayojumuisha kiindukta kilichounganishwa katika mfululizo, capacitor yenye uwezo fulani, kinzani.
Saketi ya oscillatory inapokuwa katika hali ya msawazo dhabiti, capacitor haina chaji, na hakuna mkondo wa umeme unaopita kwenye koili.
Miongoni mwa vipengele vikuuoscillations ya sumakuumeme kumbuka mzunguko wa mzunguko, ambayo ni derivative ya pili ya chaji kwa heshima na wakati. Awamu ya mzunguuko wa sumakuumeme ni kiasi cha usawa, kinachoelezwa na sheria ya sine (cosine).
Kipindi katika mzunguko wa oscillatory imedhamiriwa na fomula ya Thomson, inategemea uwezo wa capacitor, pamoja na thamani ya inductance ya coil na sasa. Sasa katika saketi hubadilika kulingana na sheria ya sine, kwa hivyo unaweza kubainisha mabadiliko ya awamu kwa wimbi fulani la sumakuumeme.
Mkondo mbadala
Katika fremu inayozunguka kwa kasi ya angular isiyobadilika katika uga sare wa sumaku yenye thamani fulani ya utangulizi, EMF ya uelewano hubainishwa. Kulingana na sheria ya Faraday ya induction ya sumakuumeme, huamuliwa na mabadiliko ya flux ya sumaku, ni thamani ya sinusoidal.
Chanzo cha nje cha EMF kinapounganishwa kwenye mzunguko wa oscillatory, oscillations ya kulazimishwa hutokea ndani yake, hutokea kwa mzunguko wa mzunguko ώ, sawa na thamani kwa mzunguko wa chanzo yenyewe. Wao ni harakati zisizopunguzwa, tangu wakati malipo yanafanywa, tofauti inayowezekana inaonekana, sasa hutokea katika mzunguko, na kiasi kingine cha kimwili. Hii husababisha mabadiliko ya hali ya juu katika voltage, mkondo, ambayo huitwa wingi wa kimwili wa pulsating.
Thamani ya 50 Hz inachukuliwa kama mzunguko wa viwanda wa mkondo wa kupokezana. Ili kuhesabu kiasi cha joto kilichotolewa wakati wa kupita kwa kondakta mbadala wa sasa, viwango vya juu vya nguvu hazitumiwi, kwani hufikiwa tu katika vipindi fulani vya wakati. Kwa madhumuni kama haya, tumiawastani wa nishati, ambayo ni uwiano wa nishati yote inayopita kwenye saketi katika kipindi kilichochanganuliwa, kwa thamani yake.
Thamani ya mkondo unaopishana inalingana na kiwango kisichobadilika, ambacho hutoa kiwango sawa cha joto katika kipindi hicho na cha mkondo unaopishana.
Transfoma
Hiki ni kifaa kinachoongeza au kupunguza voltage bila hasara kubwa ya nishati ya umeme. Muundo huu una sahani kadhaa ambazo coil mbili zilizo na vilima vya waya zimewekwa. Msingi umeunganishwa na chanzo cha voltage mbadala, na sekondari inaunganishwa na vifaa vinavyotumia nishati ya umeme. Kwa kifaa kama hicho, uwiano wa mabadiliko hutofautishwa. Kwa kibadilishaji cha hatua ya juu, ni chini ya moja, na kwa kibadilishaji cha hatua ya juu, huwa na 1.
Mizunguko otomatiki
Hii inaitwa mifumo inayodhibiti kiotomatiki usambazaji wa nishati kutoka chanzo cha nje. Michakato inayofanyika ndani yao inachukuliwa kuwa vitendo vya undamped (self-oscillatory) mara kwa mara. Mifumo hiyo ni pamoja na jenereta ya bomba la mwingiliano wa sumakuumeme, kengele, saa.
Kuna hali pia ambapo miili tofauti hushiriki kwa wakati mmoja katika mizunguko katika mwelekeo tofauti.
Ukijumlisha pamoja miondoko kama hii ambayo ina amplitudo sawa, unaweza kupata msisimko wa sauti na amplitude kubwa zaidi.
Kulingana na nadharia ya Fourier, seti ya mifumo rahisi ya oscillatory, ambayo mchakato changamano unaweza kuoza, inachukuliwa kuwa wigo wa usawa. Inaonyesha amplitudes na masafa ya oscillations zote rahisi zilizojumuishwamfumo kama huo. Mara nyingi, wigo huonyeshwa katika umbo la mchoro.
Masafa yametiwa alama kwenye mhimili mlalo, na amplitudi za mizunguko kama hiyo huonyeshwa kwenye mhimili wa kuratibu.
Misogeo yoyote ya oscillatory: mitambo, sumakuumeme, ina sifa ya kiasi fulani cha kimwili.
Kwanza kabisa, vigezo hivi ni pamoja na amplitude, kipindi, frequency. Kuna maneno ya hisabati kwa kila parameta, ambayo hukuruhusu kufanya mahesabu, kuhesabu kwa kiasi sifa zinazohitajika.
