Resonans lwn Frekuensi Semulajadi
Resonans dan frekuensi semula jadi ialah dua topik yang sangat penting yang dibincangkan di bawah topik gelombang dan getaran. Ia juga memainkan peranan penting dalam bidang seperti teori litar, pengurusan bencana, kejuruteraan dan juga sains hayat. Artikel ini akan cuba membincangkan dua fenomena ini, kepentingannya, persamaannya dan akhirnya perbezaannya.
Kekerapan Semulajadi
Setiap sistem mempunyai sifat yang dipanggil frekuensi semula jadi. Kekerapan semula jadi sistem adalah sangat penting; ia adalah kekerapan sistem akan mengikuti, jika sistem disediakan dengan ayunan kecil. Peristiwa seperti gempa bumi dan angin boleh melakukan kemusnahan pada objek dengan frekuensi semula jadi yang sama seperti kejadian itu sendiri. Adalah sangat penting untuk memahami dan mengukur frekuensi semula jadi sesuatu sistem untuk melindunginya daripada bencana alam tersebut. Kekerapan semula jadi secara langsung berkaitan dengan resonans. Ia akan dijelaskan kemudian. Sistem seperti bangunan, litar elektronik dan elektrik, sistem optik, sistem bunyi dan juga sistem biologi mempunyai frekuensi semula jadi. Ia boleh dalam bentuk impedans, ayunan atau superposisi bergantung pada sistem.
Resonans
Apabila sistem (cth: bandul) diberi ayunan kecil, ia akan mula berayun. Kekerapan ia berayun ialah frekuensi semula jadi sistem. Sekarang bayangkan daya luaran berkala digunakan pada sistem. Kekerapan daya luaran ini tidak semestinya serupa dengan frekuensi semula jadi sistem. Daya ini akan cuba mengayunkan sistem kepada kekerapan daya. Ini mewujudkan corak yang tidak sekata. Sedikit tenaga daripada daya luar diserap oleh sistem. Sekarang mari kita pertimbangkan kes di mana frekuensi adalah sama. Dalam kes ini, bandul akan bebas berayun dengan tenaga maksimum yang diserap daripada daya luaran. Ini dipanggil resonans. Dalam kes ini, walaupun bandul dan daya tidak berada pada fasa yang sama, bandul akhirnya akan menyesuaikan diri dengan fasa daya. Ini adalah ayunan paksa. Oleh kerana bandul menyerap jumlah tenaga tertinggi pada resonans, amplitud bandul adalah maksimum pada resonans. Inilah bahaya yang dibawa oleh gempa bumi dan ribut. Katakan frekuensi semula jadi bangunan adalah sama dengan gempa bumi, bangunan itu akan berayun dengan amplitud tertinggi akhirnya runtuh. Terdapat juga keadaan resonans dalam litar LCR. Impedans mana-mana kombinasi LCR bergantung pada kekerapan arus alternatif. Resonans berlaku pada impedans minimum. Frekuensi yang sepadan dengan frekuensi minimum ialah frekuensi resonans. Pada impedans tertinggi, sistem itu dikatakan anti-resonan. Resonans dan anti-resonans ini digunakan secara meluas dalam litar penalaan dan litar penapis masing-masing.
Apakah perbezaan antara Resonans dan Frekuensi Semulajadi?
• Kekerapan semula jadi ialah sifat sistem.
• Resonans ialah peristiwa yang berlaku apabila sistem dibekalkan dengan daya berkala luaran yang mempunyai frekuensi semula jadi.
• Kekerapan semula jadi boleh dikira untuk sistem.
• Amplitud daya yang dibekalkan menentukan amplitud resonans.
