Fundamental Frequency vs Natural Frequency
Naturlig frekvens och grundfrekvens är två vågrelaterade fenomen som är mycket viktiga. Dessa fenomen är av stor betydelse inom områden som musik, byggteknik, katastrofförebyggande, akustik och det mesta av naturliga systemanalyser. Det är viktigt att ha en klar förståelse för dessa begrepp för att kunna utmärka sig inom sådana områden. I den här artikeln kommer vi att diskutera vad grundfrekvens och egenfrekvens är, deras definitioner, tillämpningar, fenomen kopplade till egenfrekvens och grundfrekvens, deras likheter och slutligen skillnaderna mellan egenfrekvens och grundfrekvens.
Vad är naturlig frekvens?
Varje system har en egenskap som kallas naturlig frekvens. Systemet kommer att följa denna frekvens, om systemet ska förses med en liten svängning. Den naturliga frekvensen i ett system är mycket viktig. Händelser som jordbävningar och vindar kan förstöra föremål med samma naturliga frekvens som själva händelsen. Det är mycket viktigt att förstå och mäta den naturliga frekvensen för ett system för att skydda det från sådana naturkatastrofer. Naturlig frekvens är direkt relaterad till resonans. När ett system (t.ex. en pendel) ges en liten svängning kommer det att börja svänga. Frekvensen med vilken den svänger är systemets naturliga frekvens. Föreställ dig nu en periodisk yttre kraft som appliceras på systemet. Frekvensen av denna yttre kraft liknar inte nödvändigtvis systemets naturliga frekvens. Denna kraft kommer att försöka oscillera systemet till kraftens frekvens. Detta skapar ett ojämnt mönster. En del energi från den yttre kraften absorberas av systemet. Låt oss nu överväga fallet där frekvenserna är desamma. I detta fall kommer pendeln att svänga fritt med maximal energi som absorberas från den yttre kraften. Detta kallas resonans. System som byggnader, elektroniska och elektriska kretsar, optiska system, ljudsystem och även biologiska system har naturliga frekvenser. De kan vara i form av impedans, oscillation eller superposition, beroende på systemet.
Vad är Fundamental Frequency?
Fundamental frekvens är ett begrepp som diskuteras i stående vågor. Föreställ dig två identiska vågor, som rör sig i motsatta riktningar. När dessa två vågor möts kallas resultatet för en stående våg. Ekvationen för en våg som rör sig i +x-riktningen är y=A sin (ωt – kx), och ekvationen för en liknande våg som rör sig i -x-riktningen är y=A sin (ωt + kx). Genom superpositionsprincipen är den resulterande vågformen från överlappningen av dessa två y=2A sin (kx) cos (ωt). Detta är ekvationen för en stående våg. "x" är avståndet från ursprunget; för ett givet x-värde blir 2A sin (kx) en konstant. Sin (kx) varierar mellan -1 och +1. Därför är systemets maximala amplitud 2A. Grundfrekvensen är en egenskap hos systemet. Vid grundfrekvensen oscillerar de två ändarna av systemen inte, och de är kända som noder. Mitten av systemet oscillerar med maximal amplitud, och det är känt som antinoden.
Vad är skillnaden mellan naturlig frekvens och grundfrekvens?
• Naturlig frekvens är en egenskap som berör svängningar, men grundfrekvens är en egenskap som berör vågor.
• Varje system har en egenfrekvens, men grundfrekvensen förekommer endast i några av systemen.
• För grundfrekvensen krävs överlagring av två identiska vågor som rör sig motsatt, men för egenfrekvens krävs bara en enda svängning.
