Təbii vibrasiya müəyyən təkrarlanma qabiliyyəti ilə xarakterizə olunan proseslərdir. Məsələn, bunlara saatın sarkacının hərəkəti, gitara simi, tüninq çəngəlinin ayaqları, ürəyin fəaliyyəti daxildir.
Mexaniki vibrasiya
Fiziki təbiəti nəzərə alsaq, təbii rəqslər mexaniki, elektromaqnit, elektromexaniki ola bilər. Birinci prosesə daha yaxından nəzər salaq. Təbii vibrasiya əlavə sürtünmə, xarici qüvvələrin olmadığı hallarda baş verir. Bu cür hərəkətlər yalnız verilmiş sistemin xüsusiyyətlərindən tezlik asılılığı ilə xarakterizə olunur.
Harmonik proseslər
Bu təbii rəqslər kosinus (sinus) qanununa uyğun olaraq salınan kəmiyyətin dəyişməsini nəzərdə tutur. Yayda asılmış topdan ibarət olan salınım sisteminin ən sadə formasını təhlil edək.
Bu halda cazibə qüvvəsi yayın elastikliyini tarazlayır. Huk qanununa görə, onun yayın uzanması ilə bədənə tətbiq olunan qüvvə arasında birbaşa əlaqə var.
Elastik qüvvə xüsusiyyətləri
Dövrədəki öz elektromaqnit rəqsləri sistemə təsirin miqyası ilə əlaqədardır. Topun tarazlıq mövqeyindən yerdəyişməsinə mütənasib olan elastik qüvvə tarazlıq vəziyyətinə doğru yönəldilir. Topun təsiri altında hərəkəti kosinus qanunu ilə təsvir edilə bilər.
Təbii salınım dövrü riyazi olaraq təyin olunacaq.
Yay sarkacının vəziyyətində onun sərtliyindən, eləcə də yükün kütləsindən asılılıq aşkar edilir. Bu halda təbii rəqslərin müddəti düsturla hesablana bilər.
Harmonik salınımda enerji
Sürtünmə qüvvəsi yoxdursa, dəyər sabitdir.
Rəsmə hərəkəti baş verdikdə, kinetik enerjinin potensial dəyərə dövri çevrilməsi baş verir.
Sönük salınımlar
Sistem xarici qüvvələrdən təsirlənmədikdə öz elektromaqnit rəqsləri baş verə bilər. Sürtünmə rəqslərin sönümlənməsinə kömək edir, onların amplitudasında azalma müşahidə olunur.
Rəsmə dövrəsində təbii rəqslərin tezliyi sistemin xassələri, eləcə də itkilərin intensivliyi ilə əlaqədardır.
Sıxılma əmsalının artması ilə salınımlı hərəkət müddətində artım müşahidə olunur.
Bir dövrə bərabər intervalla ayrılan amplitüdlərin nisbəti sabitdirproses boyu dəyər. Bu nisbət sönüm azalması adlanır.
Rəsmə dövrəsində təbii vibrasiyalar sinuslar (kosinuslar) qanunu ilə təsvir olunur.
Tərəqqi dövrü xəyali kəmiyyətdir. Hərəkət aperiodikdir. Əlavə salınımlar olmadan tarazlıq vəziyyətindən çıxarılan sistem ilkin vəziyyətinə qayıdır. Sistemin tarazlıq vəziyyətinə gətirilməsi üsulu onun ilkin şərtləri ilə müəyyən edilir.
Rezonans
Dövrənin təbii rəqslərinin müddəti harmonik qanunla müəyyən edilir. Sistemdə vaxtaşırı dəyişən qüvvənin təsiri altında məcburi salınımlar meydana çıxır. Hərəkət tənliyini tərtib edərkən nəzərə alınır ki, məcburedici təsirlə yanaşı, sərbəst vibrasiya zamanı təsir edən belə qüvvələr də var: mühitin müqaviməti, kvazi elastik qüvvə.
Rezonans, hərəkətverici qüvvənin tezliyi bədənin təbii tezliyinə meylləndikdə məcburi rəqslərin amplitudasının kəskin artmasıdır. Bu halda baş verən bütün vibrasiyalar rezonans adlanır.
Məcburi salınımlar üçün amplituda və xarici qüvvə arasında əlaqəni aşkar etmək üçün eksperimental quraşdırmadan istifadə edə bilərsiniz. Krank sapı yavaş-yavaş fırlananda yaydakı yük onların asma nöqtəsinə qədər eyni şəkildə yuxarı və aşağı hərəkət edir.
Rənglənmə dövrəsində öz elektromaqnit rəqsləri hesablana bilər və digər fiziki parametrlərsistem.
Daha sürətli fırlanma zamanı salınımlar artır və fırlanma tezliyi təbii tezlikə bərabər olduqda maksimum amplituda dəyərinə çatılır. Fırlanma tezliyinin sonrakı artması ilə təhlil edilən yükün məcburi salınımlarının amplitudası yenidən azalır.
Rezonans xarakteristikası
Dəstəyin cüzi hərəkəti ilə yük demək olar ki, öz mövqeyini dəyişmir. Səbəb xarici qüvvə ilə ayaqlaşa bilməyən yay sarkacının ətalətidir, ona görə də yalnız “yerində titrəmə” müşahidə olunur.
Dövrədəki rəqslərin təbii tezliyi xarici təsirin tezliyinin amplitudasının kəskin artmasına uyğun olacaq.
Belə bir hadisənin qrafikinə rezonans əyrisi deyilir. Bir filament sarkaç üçün də hesab edilə bilər. Dəmir yolu üzərində nəhəng bir top, eləcə də müxtəlif sap uzunluqlarına malik bir sıra yüngül sarkaçlar asarsanız.
Bu sarkaçların hər birinin sərbəst düşmə sürətinə, ipin uzunluğuna əsasən müəyyən edilə bilən öz salınma tezliyi var.
Top tarazlıqdan çıxarılarsa, yüngül sarkaç hərəkətsiz buraxılarsa, onun yelləncəkləri relsin vaxtaşırı əyilməsinə səbəb olar. Bu, işıq sarkaçlarına vaxtaşırı dəyişən elastik qüvvənin təsirinə səbəb olacaq və onların məcburi salınımlara səbəb olacaqdır. Tədricən, onların hamısı rezonans olacaq bərabər amplituda malik olacaqlar.
Bu fenomeni bazası birləşdirilmiş metronom üçün də görmək olar.sarkacın oxu ilə ip. Bu halda o, maksimum amplituda yellənəcək, sonra sarkacın simi “dartması” tezliyi onun sərbəst salınımlarının tezliyinə uyğun gəlir.
Rezonans zamanla sərbəst vibrasiya ilə hərəkət edən xarici qüvvə müsbət dəyərlə işlədikdə baş verir. Bu, salınan hərəkətin amplitudasının artmasına səbəb olur.
Müsbət təsirlə yanaşı, rezonans fenomeni çox vaxt mənfi funksiyanı yerinə yetirir. Məsələn, zəngin dili yellənirsə, səsin çıxması üçün ipin dilin sərbəst salınan hərəkətləri ilə vaxtında hərəkət etməsi vacibdir.
Rezonans tətbiqi
Qamış tezliyi ölçən cihazın işi rezonansa əsaslanır. Cihaz bir ümumi bazaya bərkidilmiş müxtəlif uzunluqlu elastik lövhələr şəklində təqdim olunur.
Tezliyi müəyyən etmək lazım olan salınım sistemi ilə tezlikölçən təmasda olduqda, tezliyi ölçülmüşə bərabər olan lövhə maksimum amplituda salınacaq. Platini rezonansa daxil etdikdən sonra siz salınan sistemin tezliyini hesablaya bilərsiniz.
On səkkizinci əsrdə Fransanın Anje şəhərinin yaxınlığında, bir əsgər dəstəsi uzunluğu 102 metr olan zəncirli körpü ilə addım-addım hərəkət etdi. Onların addımlarının tezliyi rezonansa səbəb olan körpünün sərbəst vibrasiya tezliyinə bərabər bir dəyər aldı. Bu, zəncirlərin qırılmasına, asma körpünün dağılmasına səbəb oldu.
1906-cı ildə eyni səbəbdən Sankt-Peterburqdakı Misir körpüsü dağıdıldı və bu körpü ilə süvarilərdən ibarət eskadrilya hərəkət edirdi. Belə xoşagəlməz hadisələrin qarşısını almaq üçün indi iləkörpüdən keçən hərbi hissələr sərbəst sürətlə gedir.
Elektromaqnit hadisələri
Onlar maqnit və elektrik sahələrinin bir-birinə bağlı dalğalanmalarıdır.
Dövrədəki öz elektromaqnit rəqsləri sistem tarazlıqdan çıxarıldıqda, məsələn, kondansatora yük verildikdə, dövrədə cərəyan böyüklüyündə dəyişiklik baş verir.
Elektromaqnit rəqsləri müxtəlif elektrik dövrələrində görünür. Bu halda salınım hərəkəti cərəyan gücü, gərginlik, yük, elektrik sahəsinin gücü, maqnit induksiyası və digər elektrodinamik kəmiyyətlər tərəfindən həyata keçirilir.
Onlar sönümlü salınımlar kimi qəbul edilə bilər, çünki sistemə verilən enerji istiliyə gedir.
Məcburi elektromaqnit rəqsləri dövrədə vaxtaşırı dəyişən xarici sinusoidal elektromotor qüvvənin səbəb olduğu proseslərdir.
Belə proseslər mexaniki vibrasiya halında olduğu kimi eyni qanunlarla təsvir edilir, lakin onlar tamamilə fərqli fiziki təbiətə malikdirlər. Elektrik hadisələri güc, gərginlik, alternativ cərəyanla elektromaqnit proseslərin xüsusi halıdır.
Rənglənmə dövrəsi
Bir-birinin ardınca bağlanmış induktivatordan, müəyyən tutumlu kondansatördən, müqavimət rezistorundan ibarət elektrik dövrəsidir.
Rəsmə dövrəsi sabit tarazlıq vəziyyətində olduqda, kondansatörün yükü yoxdur və bobindən elektrik cərəyanı keçmir.
Əsas xüsusiyyətlər arasındaelektromaqnit rəqsləri zamana görə yükün ikinci törəməsi olan dövri tezliyi qeyd edir. Elektromaqnit rəqslərinin fazası sinus (kosinus) qanunu ilə təsvir edilən harmonik kəmiyyətdir.
Rəsmə dövrəsindəki dövr Tomson düsturu ilə müəyyən edilir, kondansatörün tutumundan, həmçinin cərəyanla bobinin endüktansının qiymətindən asılıdır. Dövrədəki cərəyan sinus qanununa uyğun olaraq dəyişir, beləliklə müəyyən elektromaqnit dalğası üçün faza sürüşməsini təyin edə bilərsiniz.
Alternativ cərəyan
Müəyyən induksiya dəyəri olan vahid maqnit sahəsində sabit bucaq sürəti ilə fırlanan çərçivədə harmonik EMF təyin edilir. Faradeyin elektromaqnit induksiya qanununa görə, onlar maqnit axınının dəyişməsi ilə müəyyən edilir, sinusoidal dəyərdir.
Xarici EMF mənbəyi salınım dövrəsinə qoşulduqda, onun daxilində mənbənin tezliyinə bərabər olan ώ tsiklik tezliyi ilə baş verən məcburi rəqslər baş verir. Onlar sönümsüz hərəkətlərdir, çünki şarj edildikdə potensial fərq yaranır, dövrədə cərəyan yaranır və digər fiziki kəmiyyətlər. Bu, pulsasiya edən fiziki kəmiyyətlər adlanan gərginlikdə, cərəyanda harmonik dəyişikliklərə səbəb olur.
50 Hz dəyəri dəyişən cərəyanın sənaye tezliyi kimi qəbul edilir. Alternativ cərəyan keçiricisindən keçərkən buraxılan istilik miqdarını hesablamaq üçün maksimum güc dəyərləri istifadə edilmir, çünki ona yalnız müəyyən vaxtlarda çatır. Belə məqsədlər üçün müraciət edintəhlil edilən dövr ərzində dövrədən keçən bütün enerjinin onun dəyərinə nisbəti olan orta güc.
Dəyişən cərəyanın dəyəri dövr ərzində dəyişən cərəyanla eyni miqdarda istilik buraxan sabitə uyğundur.
Transformator
Bu, elektrik enerjisini əhəmiyyətli dərəcədə itirmədən gərginliyi artıran və ya azaldan cihazdır. Bu dizayn, tel sarımları olan iki rulonun sabitləndiyi bir neçə lövhədən ibarətdir. Birincil alternativ gərginlik mənbəyinə, ikincil isə elektrik enerjisi istehlak edən cihazlara qoşulur. Belə bir cihaz üçün transformasiya nisbəti fərqlənir. Gücləndirici transformator üçün birdən azdır, gücləndirici transformator üçün isə 1-ə meyllidir.
Avtomatik salınımlar
Bunlara xarici mənbədən enerji təchizatını avtomatik tənzimləyən sistemlər deyilir. Onlarda baş verən proseslər dövri sönümsüz (öz-özünə salınan) hərəkətlər hesab olunur. Belə sistemlərə elektromaqnit qarşılıqlı təsirlərin boru generatoru, zəng, saat daxildir.
Müxtəlif cisimlərin eyni vaxtda müxtəlif istiqamətlərdə salınmalarda iştirak etdiyi hallar da var.
Bərabər amplituda malik bu cür hərəkətləri əlavə etsəniz, daha böyük amplitudalı harmonik salınım əldə edə bilərsiniz.
Furye teoreminə görə mürəkkəb prosesin parçalana bildiyi sadə salınım sistemləri toplusu harmonik spektr hesab olunur. Daxil olan bütün sadə salınımların amplitüdlərini və tezliklərini göstərirbelə bir sistem. Çox vaxt spektr qrafik formada əks olunur.
Tezliklər üfüqi oxda qeyd olunur və bu cür rəqslərin amplitüdləri ordinat oxu boyunca göstərilir.
Hər hansı salınan hərəkətlər: mexaniki, elektromaqnit, müəyyən fiziki kəmiyyətlərlə xarakterizə olunur.
İlk növbədə bu parametrlərə amplituda, dövr, tezlik daxildir. Hər bir parametr üçün hesablamalar aparmağa, istədiyiniz xarakteristikaları kəmiyyətcə hesablamağa imkan verən riyazi ifadələr var.
