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 va tenter 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 la fréquence naturelle. La fréquence propre d'un système est très importante; c'est la fréquence que le système suivra, si le système est pourvu d'une petite oscillation. Des événements tels que les tremblements de terre et les vents peuvent détruire 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 telles catastrophes naturelles. La fréquence propre est directement liée à la résonance. Il 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 naturelles. 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 commencera à osciller. 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 de faire 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 identiques. Dans ce cas, le pendule oscillera librement avec un maximum d'énergie 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 dans la même phase, le pendule finirait par s'adapter à la phase de la force. Il s'agit d'une oscillation forcée. Étant donné que le pendule absorbe la plus grande quantité d'énergie à la résonance, l'amplitude du pendule est maximale à la résonance. C'est le danger que représentent les tremblements de terre et les tempêtes. Supposons que la fréquence naturelle d'un bâtiment soit la même que celle du tremblement de terre, le bâtiment se balancera avec l'amplitude la plus élevée et finira par s'effondrer. Il existe également 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. A l'impédance la plus élevée, le système est dit anti-résonant. Cette résonance et cette anti-résonance sont largement utilisées respectivement dans les circuits de réglage et les circuits de filtrage.
Quelle est la différence entre la résonance et la fréquence naturelle ?
• La fréquence naturelle est une propriété d'un système.
• La résonance est un événement qui se produit lorsqu'un système est pourvu de la force périodique externe qui a la fréquence propre.
• La fréquence naturelle peut être calculée pour un système.
• L'amplitude de la force fournie détermine l'amplitude de la résonance.
