Différence entre la résonance et la fréquence naturelle

Resonance vs fréquence naturelle

La résonance et la fréquence naturelle sont deux sujets très importants abordés dans le sujet des vagues et des vibrations. Il joue également un rôle essentiel dans des domaines tels que la théorie des circuits, la gestion des catastrophes, l'ingénierie et même les sciences de la vie. Cet article essaiera de discuter de ces deux phénomènes, de leur signification, de leurs similitudes et enfin de leurs différences.

Fréquence naturelle

Chaque système a une propriété appelée fréquence naturelle. La fréquence naturelle d'un système est très importante; C'est la fréquence que le système suivra, si le système est fourni avec une petite oscillation. Des événements tels que des tremblements de terre et des vents peuvent faire de la destruction sur des objets avec la même fréquence naturelle que l'événement lui-même. Il est très important de comprendre et de mesurer la fréquence naturelle d'un système afin de le protéger de ces catastrophes naturelles. La fréquence naturelle est directement liée à la résonance. Il sera expliqué plus tard. Des systèmes tels que les bâtiments, les circuits électroniques et électriques, les systèmes optiques, les systèmes audio et même les systèmes biologiques ont des fréquences naturelles. Ils peuvent être sous forme d'impédance, d'oscillation ou de superposition selon le système.

Résonance

Lorsqu'un système (E.G: un pendule) reçoit une petite oscillation, il commencera à se balancer. La fréquence avec laquelle il oscille est la fréquence naturelle du système. Imaginez maintenant une force externe périodique appliquée au système. La fréquence de cette force externe n'est pas nécessairement similaire à la fréquence naturelle du système. Cette force essaiera d'osciller le système à la fréquence de la force. Cela crée un motif inégal. Une certaine énergie de la force externe est absorbée par le système. Examinons maintenant le cas où les fréquences sont les mêmes. Dans ce cas, le pendule se balancera librement avec une énergie maximale absorbée par la force externe. C'est ce qu'on appelle la résonance. Dans ce cas, même si le pendule et la force n'étaient pas à la même phase, le pendule finirait par s'adapter à la phase de la force. Ceci est une oscillation forcée. Étant donné que le pendule absorbe la plus grande quantité d'énergie à la résonance, l'amplitude du pendule est maximale en résonance. C'est le danger que les tremblements de terre et les tempêtes apportent. Supposons que la fréquence naturelle d'un bâtiment est la même que celle du tremblement de terre, le bâtiment se balancera avec la plus grande amplitude qui s'effondrera finalement. Il y a aussi un état de résonance dans les circuits LCR. L'impédance de toute combinaison LCR dépend de la fréquence du courant alternatif. La résonance a lieu à l'impédance minimale. La fréquence correspondant à la fréquence minimale est la fréquence de résonance. À l'impédance la plus élevée, le système serait anti-résonant. Cette résonance et cette anti-résonance sont largement utilisées dans les circuits de réglage et les circuits filtrants respectivement.