"Rezonanța și lupta împotriva ei"
Fiecare inginer cunoaște fenomenul de rezonanță. Fără el, nu ar exista instrumente muzicale, nici o comunicare radio și o multitudine de fenomene naturale de la scara cosmică la cea subatomică - pur și simplu nu ar fi avut loc. Manifestarea rezonanței nu este întotdeauna favorabilă: oscilațiile pot ajunge la o amplitudine la care sistemul nu a fost proiectat, ceea ce va duce la distrugerea și deteriorarea acestuia.
Rezonanța este fenomenul unei creșteri accentuate a amplitudinii oscilațiilor forțate, care apare atunci când frecvența acțiunii externe abordează anumite valori (frecvențe de rezonanță) determinate de proprietățile sistemului.
Distrugerea efectivă a podului Takom în SUA în 1940 a avut loc tocmai din cauza rezonanței neconfirmate. Rezonanța este adesea cauza eșecului sistemelor electronice.
Din fericire, frecvențele la care se produce rezonanța pot fi determinate în stadiul de proiectare. Cu toate acestea, calculul rezonanței este mult mai complicat atunci când apar procese neliniare. Când fluxul magnetic în miez (transformator).
Depășește o anumită valoare, este mult mai dificilă prezicerea rezonanței. Această situație este adesea observată la calcularea transformatoarelor de tensiune care convertesc o tensiune înaltă la o tensiune joasă pentru a fi utilizate în scopuri de măsurare sau de protecție.
Dacă sistemul oscilator este sub acțiunea unei forțe periodice externe, atunci poate rezona și creșterea bruscă a amplitudinii oscilațiilor asociate cu ea.
Orice corp elastic, fie că este vorba de un pod, de o mașină, de arborele său, de corpul navei, este un sistem oscilant și se caracterizează prin propriile frecvențe de oscilație. Atunci când motoarele sunt în funcțiune, există adesea forțe periodice asociate cu mișcarea părților motorului (cum ar fi pistoanele) sau cu alinierea insuficient de precisă a părților lor rotative (de exemplu arborii). Dacă frecvența acestor forțe periodice coincide cu frecvența oscilațiilor libere ale sistemului, atunci are loc rezonanța. Amplitudinea oscilațiilor poate crește atât de mult încât este posibilă o defalcare a mașinilor, deși stresul din material nu depășește rezistența maximă la sarcini statice. Faptul este că fierul, oțelul și alte materiale cu încărcături variabile își pierd puterea cu timpul, după care se prăbușește brusc.
În toate aceste cazuri, se iau măsuri speciale pentru a preveni apariția unei rezonanțe sau pentru a-și slăbi efectul. Pentru a face acest lucru, măriți frecarea în sistem sau atingeți faptul că frecvențele naturale ale oscilațiilor nu coincid cu frecvența forței exterioare. Există cazuri când a fost necesar să se reconstruiască liniile maritime pentru a reduce vibrațiile. frecvența de oscilație a amplitudinii de rezonanță
La trecerea podului, unităților militare le este interzis să țină pasul. Pasul de trecere duce la efecte periodice pe pod. Dacă, din întâmplare, frecvența acestei acțiuni coincide cu frecvența naturală a oscilațiilor punții, ea se poate prăbuși.
Acestea au fost exemple ale efectelor dăunătoare ale rezonanței. Dar sunt și ele utile:
Proprietăți de rezonanță utile:
· Dispozitivul de rezonanță se bazează pe dispozitivul unui contor de frecvență, un dispozitiv pentru măsurarea frecvenței unui curent alternativ. Dispozitivul constă dintr-un set de plăci elastice. Plăcile sunt fixate pe șanțul comun. Fiecare placă are propria frecvență de oscilație, care depinde de proprietățile elastice, de lungimea și de masa.
Frecvențele de oscilare naturale ale plăcilor sunt cunoscute. Sub acțiunea electromagnetului bara, împreună cu toate plăcile fac oscilații forțate. Dar numai acea placă, a cărei frecvență naturală de oscilații coincide cu frecvența oscilațiilor barei, va avea o amplitudine mare de oscilații.
Acest lucru ne permite să determinăm frecvența curentului alternativ.
Deci, ne-am familiarizat cu oscilații mecanice. Să ne acordăm atenție unei caracteristici comune tuturor oscilațiilor care le distinge de alte tipuri de mișcări mecanice.
De regulă, când se are în vedere mișcarea mecanică a unui corp (de exemplu, mișcarea unei nave spațiale sau a unei planete sub influența forțelor gravitației universale), este necesar să se determine poziția corpului și viteza sa în orice moment. Dar în studiul proceselor periodice oscilante, caracteristicile generale care caracterizează repetarea în mișcare, și nu poziția și viteza corpului oscilant în orice moment, prezintă un interes deosebit. Este important să cunoaștem amplitudinea, perioada și faza oscilațiilor, adică, cantitățile care caracterizează procesul ca un întreg. Pentru oscilațiile forțate, este necesar să se cunoască raportul dintre frecvența forței motrice w și frecvența oscilațiilor libere. Acesta determină amplitudinea și faza oscilațiilor.
Găzduit pe Allbest.ru
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: