Différence entre résonance et fréquence naturelle

Résonance vs fréquence naturelle

La résonance et la fréquence naturelle sont deux sujets très importants abordés sous le sujet ondes et 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 tentera 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 à laquelle le système suivra, si le système est doté d'une petite oscillation. Des événements tels que les tremblements de terre et les vents peuvent détruire des objets ayant 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 telles catastrophes naturelles. La fréquence naturelle est directement liée à la résonance. Cela sera expliqué plus tard. Les systèmes tels que les bâtiments, les circuits électroniques et électriques, les systèmes optiques, les systèmes sonores et même les systèmes biologiques ont des fréquences propres. Ils peuvent être sous forme d'impédance, d'oscillation ou de superposition selon le système.

Résonance

Lorsqu'un système (par exemple, un pendule) reçoit une petite oscillation, il commence à osciller. La fréquence avec laquelle il bascule est la fréquence naturelle du système. Imaginons 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 va essayer d'osciller le système à la fréquence de la force. Cela crée un motif inégal. Une partie de l'énergie de la force externe est absorbée par le système. Considérons maintenant le cas où les fréquences sont les mêmes. Dans ce cas, le pendule oscille librement avec le maximum d'énergie absorbée par la force externe. Ceci s'appelle la résonance. Dans ce cas, même si le pendule et la force n'étaient pas dans la même phase, le pendule finirait par s'adapter à la phase de la force. C'est une oscillation forcée. Comme le pendule absorbe la plus grande quantité d’énergie à la résonance, son amplitude est maximale à la résonance. C'est le danger que les tremblements de terre et les tempêtes apportent. Supposons que la fréquence naturelle d'un bâtiment soit la même que celle du tremblement de terre, le bâtiment balancera avec l'amplitude la plus élevée éventuellement effondrée. Il existe également un état de résonance dans les circuits de 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 la plus haute impédance, le système est dit anti-résonance. Cette résonance et antirésonance est largement utilisée dans les circuits d’accord et les circuits de filtrage, respectivement..