Cộng hưởng là hiện tượng xảy ra khi tần số của ngoại lực tuần hoàn bằng với tần số riêng hay tần số cộng hưởng của hệ dao động, làm cho biên độ dao động cưỡng bức tăng đến giá trị cực đại.
Cộng hưởng là gì?
Khái niệm về hiện tượng cộng hưởng
Một vật tự do dao động có xu hướng dao động ở một tần số cụ thể được gọi là tần số riêng hay tần số cộng hưởng của vật. (Tần số này phụ thuộc vào kích thước, hình dạng và thành phần cấu tạo của vật thể).
Bạn đang xem: Hiện tượng cộng hưởng là gì? Công thức cộng hưởng điện
Một vật thể như vậy sẽ dao động mạnh khi nó chịu ngoại lực tuần hoàn có tần số bằng hoặc rất gần với tần số riêng của nó. Hiện tượng này được gọi là cộng hưởng. Thông qua hiện tượng cộng hưởng, một dao động tương đối yếu ở một đối tượng có thể gây ra dao động mạnh ở đối tượng khác. Tương tự, thuật ngữ cộng hưởng cũng được sử dụng để mô tả hiện tượng mà một dòng điện dao động được tăng cường bởi một tín hiệu điện có tần số cụ thể.
Ví dụ về hiện tượng cộng hưởng
Một ví dụ về cộng hưởng là một động cơ gây dao động cho một món đồ nội thất ở một phần khác của cùng một ngôi nhà. Những dao động này xảy ra do đồ nội thất có tần số tự nhiên bằng với tần số rung của động cơ. Đồ nội thất được cho là cộng hưởng với động cơ.
Cộng hưởng cơ học có thể tạo ra dao động đủ mạnh để phá hủy vật thể. Ví dụ, những người lính hành quân qua một cây cầu có thể tạo ra các dao động ở tần số tự nhiên của cây cầu và làm nó rung chuyển. Vì lý do này, những người lính không được bước theo nhịp để đi qua một cây cầu. Năm 1940, gió giật tại Puget Sound Narrows, Tacoma, Washington, Hoa Kỳ, khiến một cây cầu treo rung chuyển theo tần số tự nhiên và cây cầu bị sập.
Trong âm nhạc, cộng hưởng được sử dụng để gia tăng cường độ âm thanh. Chẳng hạn, các dao động tương đối yếu được tạo ra ở phần cuối của ống đàn organ, làm cho một cột không khí trong ống dao động cộng hưởng, do đó làm tăng đáng kể độ lớn của âm thanh. Nguyên tắc này cũng áp dụng cho giọng nói của con người, trong đó các dao động của dây thanh âm được tăng cường bởi các dao động cộng hưởng trong đường miệng và mũi.
Cộng hưởng điện được sử dụng để điều chỉnh radio và máy thu hình. Việc điều chỉnh bao gồm thiết lập một mạch có tần số cộng hưởng bằng với tần số được chỉ định của đài muốn thu.
Đoạn mạch điện RLC bao gồm điện trở, cuộn cảm, và tụ điện. (Ảnh: Wikipedia) Trắc nghiệm: Hiện tượng cộng hưởng xảy ra khi?
- A. Tần số của lực cưỡng bức lớn hơn tần số dao động riêng của hệ.
- B. Tần số của lực cưỡng bức nhỏ hơn tần số dao động riêng của hệ.
- C. Tần số của lực cưỡng bức bằng tần số dao động riêng của hệ.
- D. Tần số của lực cưỡng bức gấp đôi tần số dao động riêng của hệ.
Xem thêm : Ăn thịt nạc có béo không? 4 loại thịt nạc ăn không tăng cân!
Đáp án đúng C
Hiện tượng cộng hưởng xảy ra khi tần số của lực cưỡng bức bằng tần số dao động riêng của hệ, cộng hưởng là hiện tượng biên độ dao động cưỡng bức sẽ tăng nhanh đột ngột đến một giá trị cực đại khi tần số f của lực cưỡng bức bằng tần số riêng của f0 của hệ.
Công thức cộng hưởng điện
Xét một mạch nối tiếp của R, L và C. Mạch này được kích thích bởi một nguồn xoay chiều. Trước tiên chúng ta hãy tính trở kháng Z của mạch. Chú ý Z là một số phức bao gồm cả phần thực và phần ảo.
Z = R + jωL – j1/ωC
Z = R + j(ωL-1/ωC)
Trong điều kiện có cộng hưởng, mạch điện chỉ có điện trở thuần R. Điều này có nghĩa là phần ảo của trở kháng Z sẽ bằng 0.
Điều này có nghĩa là,
ωL – 1/ωC = 0
Xem thêm : Các loại gia vị tốt cho sức khỏe
ωL = 1/ωC
suy ra,
ω2 = 1/LC
Ta cũng có
ω = 2πf
Do đó, tần số cộng hưởng f0 cho mạch cộng hưởng, sẽ là
f0 = 1/2π√(LC)
Văn Thiện tổng hợp
Xem thêm:
Cộng hưởng Schumann là gì và nó ảnh hưởng như thế nào với ý thức con người
Nguồn: https://luatduonggia.edu.vn
Danh mục: Tổng hợp