Verschil tussen fundamentele frequentie en natuurlijke frequentie

Fundamentele frequentie versus natuurlijke frequentie
 

Natuurlijke frequentie en fundamentele frequentie zijn twee golfgerelateerde verschijnselen die erg belangrijk zijn. Deze verschijnselen zijn van groot belang op gebieden zoals muziek, constructietechnologieën, rampenpreventie, akoestiek en de meeste natuurlijke systeemanalyse. Het is essentieel om een ​​duidelijk begrip te hebben van deze concepten om uit te blinken in dergelijke velden. In dit artikel gaan we in op wat fundamentele frequentie en natuurlijke frequentie zijn, hun definities, toepassingen, de fenomenen die verband houden met de natuurlijke frequentie en fundamentele frequentie, hun overeenkomsten en tenslotte de verschillen tussen de natuurlijke frequentie en de grondfrequentie.

Wat is natuurlijke frequentie?

Elk systeem heeft een eigenschap die de natuurlijke frequentie wordt genoemd. Het systeem zal deze frequentie volgen als het systeem moet worden voorzien van een kleine oscillatie. De natuurlijke frequentie van een systeem is erg belangrijk. Gebeurtenissen zoals aardbevingen en winden kunnen vernietiging veroorzaken op objecten met dezelfde natuurlijke frequentie als de gebeurtenis zelf. Het is erg belangrijk om de natuurlijke frequentie van een systeem te begrijpen en te meten om het tegen dergelijke natuurrampen te beschermen. Natuurlijke frequentie is direct gerelateerd aan resonantie. Wanneer een systeem (bijvoorbeeld een slinger) een kleine oscillatie krijgt, zal het beginnen te slingeren. De frequentie waarmee het zwaait is de natuurlijke frequentie van het systeem. Stel je nu een periodieke externe kracht voor die op het systeem wordt toegepast. De frequentie van deze externe kracht hoeft niet noodzakelijk gelijk te zijn aan de natuurlijke frequentie van het systeem. Deze kracht zal proberen het systeem naar de frequentie van de kracht te laten oscilleren. Dit creëert een ongelijk patroon. Sommige energie van de externe kracht wordt door het systeem opgenomen. Laten we nu eens kijken naar het geval waarin de frequenties hetzelfde zijn. In dit geval zal de slinger vrijelijk schommelen met maximale energie die wordt geabsorbeerd door de externe kracht. Dit wordt resonantie genoemd. Systemen zoals gebouwen, elektronische en elektrische circuits, optische systemen, geluidssystemen en zelfs biologische systemen hebben natuurlijke frequenties. Ze kunnen in de vorm van impedantie, oscillatie of superpositie zijn, afhankelijk van het systeem.

Wat is fundamentele frequentie?

Fundamentele frequentie is een concept dat wordt besproken in staande golven. Stel je twee identieke golven voor, die in tegengestelde richtingen reizen. Wanneer deze twee golven elkaar ontmoeten, wordt het resultaat een staande golf genoemd. De vergelijking van een golf die zich voortbeweegt in + x richting is y = A sin (ωt - kx), en de vergelijking voor een soortgelijke golf die in de -x richting beweegt is y = A sin (ωt + kx). Door het principe van superpositie is de resulterende golfvorm van de overlapping van deze twee y = 2A sin (kx) cos (ωt). Dit is de vergelijking van een staande golf. 'x' is de afstand vanaf de oorsprong; voor een gegeven x-waarde wordt de 2A-sin (kx) een constante. Sin (kx) varieert tussen -1 en +1. Daarom is de maximale amplitude van het systeem 2A. De grondfrequentie is een eigenschap van het systeem. Bij de fundamentele frequentie, zijn de twee uiteinden van de systemen niet oscillerend en zijn ze bekend als knooppunten. Het midden van het systeem oscilleert met de maximale amplitude en staat bekend als de antinode.