Резонансные частоты


СОДЕРЖАНИЕ:

Резонансные частоты

Резонансом Шумана называется явление резонанса природных электромагнитных волн в замкнутом волноводе, образованном земной поверхностью и нижними слоями ионосферы. Его существование было теоретически предсказано немецким физиком Вильфридом Отто Шуманом в 1952 году и потом экспериментально обнаружено им же и его сподвижниками. Для правильного настроя на понимание принципа данного явления необходимо сразу же сделать акцент на том, что сигналы резонанса Шумана — это не какие-то самостоятельные сигналы особой природы, генерируемые неким особым источником, а всего лишь сигналы, выделяемые резонансными свойствами волновода Земля-ионосфера из общего природного сверхнизкочастотного электромагнитного шума, создаваемого преимущественно (но не единственно) атмосферными электрическими разрядами.

1.2. Физический принцип

Резонанс Шумана возникает вследствие того, что электромагнитные волны, излучаемые источником, находящимся в волноводе Земля — ионосфера, многократно проходят по нему, огибая земной шар, и при этом накладываются друг на друга, что при встречном движении приводит на определенных частотах к образованию стоячих волн. В большинстве научно-популярных источников этот процесс иллюстрируется простейшей статической двумерной схемой, что является чрезмерным упрощением. Поэтому для более полного и корректного представления о данном резонансе и понимания некоторых важных деталей обратимся к трехмерным моделям, в т.ч. к динамическим.

В общем виде принцип резонанса Шумана иллюстрируется рис.1.1. Электромагнитная волна, созданная источником колебаний, начинает распространяться равномерно во все стороны, обтекая земной шар. В диаметрально противоположной точке — антиподе, пройдя по любой из дуг вдоль поверхности Земли одно и то же расстояние, она встречается сама с собой, после чего продолжает двигаться, накладываясь сама на себя. Т.о. в точке — антиподе происходит геометрический реверс волны по отношению к самой себе, что, в определенной степени, аналогично отражению волны от отражателя без потерь. Поэтому будет корректно назвать волну, движущуюся от источника к точке реверса, прямой, а движущуюся от точки реверса к источнику — обратной.

Если источник продолжает излучать электромагнитные колебания, то после прохождения волной одного полного оборота устанавливается режим, при котором в любой точке пространства между земной поверхностью и ионосферой присутствуют две когерентные волны (т.е. имеющие одну и ту же частоту и постоянную разность фаз), двигающиеся во встречных направления вдоль дуги, соединяющей источник электромагнитных колебаний с его географическим антиподом. Если при этом они делают полный оборот вокруг Земли за целое число периодов, то в пространстве Земля — ионосфера возникает стоячая волна.

Рис.1.1. Принцип резонанса Шумана

Вектор электрической компоненты резонанса Шумана направлен вертикально, поэтому его ориентация не изменяется при изменении азимутального направления движения волн в рассматриваемом волноводе. В результате в точке реверса и в точке источника амплитуды прямой и обратной электрических волн совпадают как по величине, так и по знаку, вследствие чего суммируются и создают пучности. Это подтверждается математическим выражением для суммы прямой и обратной синфазных волн (без учета потерь и изменения сечения волновода — см. ниже):

[1] sin(ωt + X) + sin(ωt — X) = 2 sin(ωt) cos(x)

sin(ωt + X) — амплитуда прямой волны c круговой частотой ω в момент t точке X;

sin(ωt — X) — амплитуда обратной волны c круговой частотой ω в момент t в точке X.

Как видно, максимальные значения амплитуд данной стоячей волны изменяются вдоль оси X по закону косинуса, т.е. на концах полуволновых интервалов располагаются пучности, что соответствует левой верхней диаграмме рис.1.1. При этом напряженность поля в каждой точке оси X меняется во времени по синусоидальному закону.

Вектор магнитной составляющей электромагнитной волны всегда ортогонален вектору электрической, поэтому в данном случае будет горизонтален. В связи с этим векторы магнитных волн, излучаемых в точке S в диаметрально противоположных направлениях, будут противофазны. Эта противофазность сохранится и до момента их встречи в точке R и будет сохраняться далее в течение всего цикла встречного движения. Поэтому в точках S и R амплитуды прямой и обратной магнитной волны будут равны, но противоположны по знаку, что приведет к образованию в данных точках узлов стоячей волны. При этом уравнение [1] примет вид:

[2] sin(ωt + X) — sin(ωt — X) = 2 cos(ωt) sin(x)

что соответствует левой нижней диаграмме рис.1.1.

Как видно, электрическая и магнитная волна резонанса Шумана сдвинуты относительно друг друга на четверть длины в пространстве и на четверть периода во времени. Динамика процесса формирования компонентов стоячей волны иллюстрируется рис.1.2. на примере второй гармоники резонанса.

Рис.1.2. Формирование волн второй гармоники резонанса Шумана

Слева — электрическая волна, справа — магнитная. Цвета стоячих, а также прямой и обратной бегущих волн соответствуют цветам рис. 1.1. Кнопка «пуск» запускает анимацию, кнопка «стоп» возвращает диаграмму в исходное статическое состояние.

1.3. Трехмерное представление

На рис.1.3. показаны трехмерные статические модели стоячих волн резонанса Шумана для первой — третьей гармоник (за основу взяты изображения моделей из презентации к обзорному докладу сотрудника ЕКА С.Т.Редондо «Резонанс Шумана в полости Земля — ионосфера» — см. приложение B).

для переключения между моделями первой и второй/третьей гармоник кликните по рисунку

Рис.1.3. Трехмерные модели резонанса Шумана

Еще одной особенностью резонанса Шумана, обусловленной геометрией его волновода, является специфическая зависимость напряженности поля от расстояния. Если в случае источника волн, находящегося в свободном пространстве, она убывает пропорционально квадрату расстояния, то в рассматриваемом волноводе она первую половину пути от источника к точке реверса убвает, а далее — возрастает, причем, в случае идеального волновода без потерь, возрастает до первоначального значения. То же происходит и с напряженностью поля обратной волны. Причина данного явления заключается в том, что площадь поперечного сечения волновода растет по мере удаления от источника и точки реверса и достигает максимума в середине интервала между ними, где диаметр сечения волновода максимален (рис.1.4). Соответственно, учитывая, что волна занимает весь объем волновода, плотность энергии будет уменьшаться по мере приближения к середине интервала.

Рис.1.4. Зависимость напряженности поля резонанса Шумана от расстояния
(для идеального волновода)

Площадь поперечного сечения волновода равна площади усеченого конуса с образующей, равной высоте волновода Земля — ионосфера, и радиусами оснований, равными RзCos(α) и RиCos(α), где Rз и Rи — радиусы Земли и ионосферы соответственно, а α — значение значение географической широты сечения волновода относительно «экватора» — окружности, равноудаленной от точек источника S и его антипода (точки реверса) R. Как видно, площадь поперечного сечения изменяется по косинусоидальному закону, из чего можно было бы сделать предположение, что и плотность энергии также будет изменяться по косинусоидальному закону. Однако данное предположение требует проверки расчетом, что выходит за рамки настоящей главы. Результаты современного компьютерного моделирования изменения амплитуды магнитного поля в зависимости от расстояния можно посмотреть в приложении B. Следует также отметить, что в большинстве источников, описывающих основы резонанса Шумана, данный эффект может вообще не упоминаться.

1.4. Частоты резонанса

Упрощенный расчет частот резонанса Шумана может быть сделан исходя из условия, что электромагнитная волна должна укладываться на длине окружности земного шара целое число раз, при этом потери в волноводе отсутствуют. С учетом этого имеем следующее выражение для частоты резонанса:

[3] f = Cn/2πRз = 7.5n,

где n — номер гармоники резонанса, С = 300000 км/с — скорость света, Rз = 6370 км — радиус Земли. Ряд частот для первых пяти гармоник резонанса, вычисленных по данной формуле, приведен в таблице, и, как видно из сравнения с фактическими значениями, дает погрешность, возрастающую с ростом частоты. Одна из причин этого заключается в том, что упрощенный расчет базируется на евклидовой геометрии, использование которой для сферических форм не совсем корректно. Поэтому первым шагом в совершенствовании математической модели является использование аппарата сферической геометрии, в т.ч. полиномов Лежандра для описания волн. Результатом является следующее выражение для частот:

[4] f = (C/2πRз)√n(n+1) = 7.5 √n(n+1) Гц.

Данное выражение дает ряд частот с еще большей погрешностью (см. таблицу). Причина заключается в том, что оно справедливо для волновода с идеально токопроводящими стенками. Поверхность Земли в первом приближении удовлетворяет этому условию, чего не скажешь об ионосфере, потери в которой замедляют скорость электромагнитных волн, понижая частоты резонанса. В.О.Шуман учел данный фактор, введя в формулу [4] для идеального волновода без потерь делитель Re(σ), представляющий собой действительную часть комплексного показателя рефракции ионосферы, и получил следующее выражение:

[5] f = [C/2πRзRe(σ)]√n(n+1) = [7.5/Re(σ)] √n(n+1) Гц.

Данная формула дает существенное приближение расчетных значений частот ряда к фактическим в области высших гармоник (см. таблицу), но погрешность в области низших, особенно на первой гармонике, все еще остается значительной. Это обусловлено тем, что реальные значения показателя рефракции ионосферы изменяются с изменением высоты, поэтому современный математический аппарат предусматривает использование моделей, учитывающих данное изменение, в частности, двухступенчатой (двухвысотной) линейной модели (подробнее см. в приложении А).

Расчетные и фактические частоты резонанса Шумана

модель ряд частот с 1-й по 5-ю гармоники, Гц
идеальная евклидова 7,5 — 15,0 — 22,5 — 30,0 — 37,5
идеальная сферическая 10,6 — 18,4 — 26,0 — 33,5 — 41,1
сферическая Шумана (с потерями) 8,5 — 14,7 — 20,8 — 26,8 — 32,9
фактически 7,8 — 14,1 — 20,3 — 26,4 — 32,4

В последние годы появляются новые, более точные модели резонанса, расчитываемые на мощных ЭВМ, например, TLM (Transmission-Line Modelling). Кроме того, делаются попытки применить для расчета вместо классических уравнений Максвелла аппарат квантовой электродинамики. Данные направления будут рассмотрены в отдельной главе.

Указанные в таблице фактические частоты являются средними значениями центральных частот спектров гармоник, полученными по данным большого числа измерений. Текущие значения не являются стабильными и зависят от многих факторов, в первую очередь от параметров ионосферы (см. рис. 1.5).

Рис.1.5. Вариации частот первых четырех гармоник резонанса Шумана
(данные Томской станции мониторинга)

Периодически появляющиеся в популярных публикациях сенсационные сведения о том, что частота резонанса, якобы, неожиданно пошла в рост, не имеют под собой никаких объективных оснований, что будет показано далее при анализе данных мониторинга.

1.5. Спектр и уровни сигналов

На рис. 1.6. приведен типичный спектр регистрируемых естественных электромагнитных колебаний в полосе частот, соответствующих диапазону резонанса Шумана (представлена горизонтальная магнитная составляющая). Резонансам соответствуют пики спектра на частотах f1 — f7.

Рис.1.6. Спектр колебаний в полосе частот резонанса Шумана

(за основу взята иллюстрация из статьи К.Шлегеля и М.Фюллекруга «50 лет резонансу Шумана»)

Как видно, наибольшим абсолютным и относительным уровнями сигнала обладает первая гармоника, при этом с повышением частоты резонанс становится все менее выраженным, практически полностью затухая на частотах выше 60-70 Гц. Максимальное превышение сигнала резонанса на центральных частотах гармоник над фоном невелико. Это является следствием невысокой добротности резонатора Земля-ионосфера, из-за чего чего спектры гармоник размыты в достаточно широкой полосе частот. Амплитуды сигналов, также, как рассмотренные выше частоты, нестабильны во времени. Изменяется также ширина спектра (добротность) сигналов. Вид типовой спектральной характеристики гармоник и примеры графиков их амплитуд приведены на рис. 1.7.

Рис.1.7. Параметры спектра и амплитуда колебаний резонанса Шумана

(за основу взята иллюстрация из статьи К.Шлегеля и М.Фюллекруга «50 лет резонансу Шумана» и данные Томской станции мониторинга)

Более подробные сведения о параметрах колебаний резонанса Шумана, их измерении, обработке и мониторинге см. в следующих главах.

Перепечатка без согласования с автором запрещена.
При цитировании обязательно указание автора, названия и активной ссылки на данную страницу
или ссылки на титульную страницу публикации.

Резонанс в физике для «чайников»

Мы часто слышим слово резонанс: «общественный резонанс», «событие, вызвавшее резонанс», «резонансная частота». Вполне привычные и обыденные фразы. Но можете ли вы точно сказать, что такое резонанс?

Если ответ отскочил у вас от зубов, мы вами по-настоящему гордимся! Ну а если тема «резонанс в физике» вызывает вопросы, то советуем прочесть нашу статью, где мы подробно, понятно и кратко расскажем о таком явлении как резонанс.

Прежде, чем говорить о резонансе, нужно разобраться с тем, что такое колебания и их частота.

Колебания и частота

Колебания – процесс изменения состояний системы, повторяющийся во времени и происходящий вокруг точки равновесия.

Простейший пример колебаний — катание на качелях. Мы приводим его не зря, этот пример еще пригодится нам для понимания сути явления резонанса в дальнейшем.

Резонанс может наступить только там, где есть колебания. И не важно, какие это колебания – колебания электрического напряжения, звуковые колебания, или просто механические колебания.

На рисунке ниже опишем, какими могут быть колебания.

Кстати! Для наших читателей сейчас действует скидка 10% на любой вид работы

Колебания характеризуются амплитудой и частотой. Для уже упомянутых выше качелей амплитуда колебаний — это максимальная высота, на которую взлетают качели. Также мы можем раскачивать качели медленно или быстро. В зависимости от этого будет меняться частота колебаний.

Частота колебаний (измеряется в Герцах) — это количество колебаний в единицу времени. 1 Герц — это одно колебание за одну секунду.

Когда мы раскачиваем качели, периодически раскачивая систему с определенной силой (в данном случае качели – это колебательная система), она совершает вынужденные колебания. Увеличения амплитуды колебаний можно добиться, если воздействовать на эту систему определенным образом.

Толкая качели в определенный момент и с определенной периодичностью можно довольно сильно раскачать их, прилагая совсем немного усилий.Это и будет резонанс: частота наших воздействий совпадает с частотой колебаний качелей и амплитуда колебаний увеличивается.

Резонанс на качелях

Суть явления резонанса

Резонанс в физике – это частотно-избирательный отклик колебательной системы на периодическое внешнее воздействие, который проявляется в резком увеличении амплитуды стационарных колебаний при совпадении частоты внешнего воздействия с определёнными значениями, характерными для данной системы.

Суть явления резонанса в физике состоит в том, что амплитуда колебаний резко возрастает при совпадении частоты воздействия на систему с собственной частотой системы.

Египетский мост в Санкт-Петербурге, разрушившийся из-за резонанса.

Примеры резонанса

Явление резонанса наблюдается в самых разных физических процессах. Например, звуковой резонанс. Возьмём гитару. Само по себе звучание струн гитары будет тихим и почти неслышным. Однако струны неспроста устанавливают над корпусом – резонатором. Попав внутрь корпуса, звук от колебаний струны усиливается, а тот, кто держит гитару, может почувствовать, как она начинает слегка «трястись», вибрировать от ударов по струнам. Иными словами, резонировать.

Еще один пример наблюдения резонанса, с которым мы сталкиваемся — круги на воде. Если кинуть в воду два камня, попутные волны от них встретятся и увеличатся.

Действие микроволновки также основано на резонансе. В данном случае резонанс происходит в молекулах воды, которые поглощают излучение СВЧ (2,450 ГГц). Как следствие, молекулы входят в резонанс, колеблются сильнее, а температура пищи повышается.

Резонанс может быть как полезным, так и приносящим вред явлением. А прочтение статьи, как и помощь нашего студенческого сервиса в трудных учебных ситуациях, принесет вам только пользу. Если в ходе выполнения курсовой вам понадобится разобраться с физикой магнитного резонанса, можете смело обращаться в нашу компанию за быстрой и квалифицированной помощью.

Напоследок предлагаем посмотреть видео на тему «резонанс» и убедиться в том, что наука может быть увлекательной и интересной. Наш сервис поможет с любой работой: от реферата «Сеть интернет и киберпреступность» до курсовой по физике колебаний или эссе по литературе.

Ячейка Мэйера — Резонансный контур для молекул воды

В предыдующей статье«Как работает ячейка Мэйера? Двигатель на воде», мы с Вами пытались разобраться в качестве статьи, описывающей работу ячейки Мэйера. Пришло время «снять с ушей лапшу» и раскрыть то, что скрыто за выделенными ранее пунктами №№ 9, 11, 13, 16, 18, 19. А это именно то звено цепи загадок, которого нам очень не хватает.

Итак перечислим их ещё раз:

Пункт 9. Вторая ячейка содержала 9 ячеек с двойными трубками из нержавеющей стали и производила намного больше газа.

Пункт 11. Изобретатель лично говорил об искажении и поляризации молекулы воды, приводящему к самостоятельному разрыву связи под действием градиента электрического поля, резонанса в пределах молекулы, который усиливает эффект.

Пункт 13. Подбирают частоту импульсов, поступающих на конденсатор, соответствующую собственной частоте резонанса молекулы.

Пункт 16. Два концентрических цилиндра 4 дюймов длиной составляют конденсатор. Расстояние между поверхностями цилиндров 0.0625 дюйма.

Пункт 18. Внешняя трубка подгоняется под размер 3/4 дюйма 16 калибра (толщина стенки 0.06 дюйма), длиной 4 дюйма. Внутренняя трубка диаметром 1/2 дюйма 18 калибра (стенка 0.049 дюйма, это приблизительный размер для этой трубки, фактический калибр не может быть вычислен из патентной документации, но этот размер должен работать), 4 дюйма длиной.

Пункт 19. Не указано, должна ли быть вода внутри трубки. Думается, что она там есть, но это совершенно не влияет на работу прибора.

Попробуем объединить эти 6 пунктов в два пункта:

1. Размеры: Ячейка состоит из двойных трубок 4 дюймов длиной: внешняя трубка диаметром 3/4 дюйма 16 калибра (толщина стенки 0.06 дюйма); внутренняя трубка диаметром 1/2 дюйма 18 калибра (стенка 0.049 дюйма)

2. Что то, о резонансе воды: Резонансная частота собственных колебаний молекулы воды — резонанс в пределах молекулы, и должна ли быть вода внутри трубки?

Попытаемся найти взаимосвязь этих пунктов и раскроем секрет ячейки Мэйера:

Поищите в умной книге или Интернете резонансную частоту собственных колебаний молекулы воды… Я встречал много различных значений. «Молекулярщики» описывают частоту колебаний длинами волн. Как правило, это инфракрасный диапазон длин волн. Приводятся и другие диапазоны и значения. Этому посвящена отдельная статья. В трудах преподавателя Благовещенского СГА — Ерёминой Н.В. (которые в настоящее время в Интернете заражены компьютерным вирусом, а те, что не заражены — требуют регистрации, предполагаю и то и другое сделано специально) резонансная частота собственных колебаний молекулы воды равна:

Можно предположить, что это значение не соответствует действительности, но я склонен этому верить лишь потому, что работы Ерёминой Н.В. подтверждаются расчётами и другими серьёзными аргументами. Продолжим: Частота f (Гц) связана с фазовой (циклической) частотой соотношением:

, откуда получаем:
подставляем значения:


Определим длину волны, которая вычисляется через скорость света:

не подумайте, что здесь ошибки — Мм/с — это мегаметры в секунду, а не миллиметры.

Частота очень высокая, а длина волны очень маленькая. Это означает, что для образования резонанса на такой частоте нужен волноводный резонатор. Добро пожаловать в «Технику СВЧ». Помнится Вы, собирались вызвать резонанс воды на частоте около 50 мегагерц? И даю совет умникам: не пытайтесь добиваться резонанса воды с помощью магнетрона от микроволновки! Результата в экспериментах не добъётесь, а «стоять будет лишь на половину шестого», и то сказать, это самые лёгкие последствия, может быть и хуже! Не забывайте, что Ваши мозги состоят из воды, во время экспериментов с микроволновкой, они могут случайно свариться! Частота магнетрона микроволновой печи фиксирована и имеет более низкое значение, поэтому и смысла нет рисковать здоровьем.

В соответствии с утверждением Мэйера, необходимо получить явление резонанса на указанной частоте, а на этой частоте резонансным контуром молекул воды может быть только «замкнутый» волновод или — волноводный резонатор. Для простейшего типа колебаний (а у нас именно такие), собственная частота резонатора определяется его диаметром:

Из приведённых формул находим:

D = 23 000 / 18 861 = 1,22 см или то же значение: D = 1,59 / 1,3 = 1,22 см

где D — внутренний диаметр резонатора. Представьте, что внутренняя трубка ячейки Мэйера, это – круглый волноводный резонатор. Попытаемся определить его внутренний диаметр из описаний, имеющихся в статье «Вода вместо бензина». Возьмём значения указанные в той статье и пересчитаем в миллиметры:

Зная, что 1 дюйм = 2,54 см, пересчитываем:

  • внутренняя трубка диаметром 1/2 дюйма (18 калибра) = 1,27 см
  • толщина стенки внутренней трубки = 0,049 дюйма = 0,1245 см
  • внутренний диаметр внутренней трубки = 1,27 – ( 0,1245 * 2 ) = 1,021 см

Сравните полученный результат с полученным диаметром резонатора. Разница в 2 миллиметра. Но если внимательнее посмотреть на указанные в статьях Мэйера размеры, то станет ясно, что более точные размеры указаны только для толщины трубок, а сами диаметры даны с точностью — «сотня прыжков блохи туда, вторая сотня обратно – трамвайная остановка». Точность в статье указана с допуском 1/4 дюйма, а это целых 6 миллиметров. Не понятно, кто хотел скрыть необходимость точного соблюдения размеров — Мэйер, или те, кому достались остатки его установки, сделано это по незнанию, или специально? Я думаю, Вас должно заинтересовать некоторое совпадение размеров!

Выводим правило: Внутренний диаметр внутренней трубки ячейки Мэйера напрямую связан с резонансной частотой собственных колебаний молекулы воды, и должен быть 1,22 см. Для поддержания резонанса, его отклонение на 0,02 (две сотых) сантиметра не допустимо, так как резко изменит резонансную частоту трубки-резонансного контура.

Исходя из полученного диаметра внутренней трубки, получим остальные размеры:

  1. внутренний диаметр внутренней трубки = 1,22 см
  2. толщина стенки внутренней трубки (приблизительно) = 0,15 см
  3. внешний диаметр внутренней трубки = 1,22 + ( 0,15 * 2 ) = 1,52 см
  4. внутренний диаметр внешней трубки = 1,52 + ( 0,15 * 2 ) = 1,82 см
  5. толщина стенки внешней трубки (приблизительно) = 0,2 см
  6. внешний диаметр внешней трубки = 1,82 + ( 0,2 * 2 ) = 2,22 см

Вообще толщина самих трубок для резонанса совершенно не важна, а влияет лишь на жёсткость и массу конструкции. Для получения резонанса молекул воды и высокой производительности установки, важны следующие размеры:

  1. внутренний диаметр внутренней трубки = 1,22 см
  2. расстояние между трубками = 1,5 . . . 2,0 мм
  3. длина трубок должна быть кратна длине волны, помноженный на коэффициент укорочения, т.е. числу = 1,22 см, судя по описанию установки (4 дюйма), это может быть длина = 9,76 см (укладывается 8 длин волн, что не противоречит явлению резонанса).

Теперь Мы смело можем сказать: Секрет ячейки Мэйера открыт!? К сожалению, не до конца!

Заключение

В заключение этой статьи хочу написать: Готовьте трубки — резонансный контур молекул воды из нержавейки указанного размера, отклонение на две десятых миллиметра не допустимо. Причём электодинамика сверхвысоких частот обмана не терпит. Это должны быть цельные трубки, если на них имеется продольный шов, то внутри трубки он не должен быть виден вообще. Не важно, из какой марки нержавейки они будут сделаны. Внутренний диаметр, должен быть точным, а полость трубок должна быть зеркально ровной, с отсутствием царапин. Забегая вперёд, скажу: Важным фактом является то, что у рабочей установки, поверхности трубок со временем станут матовыми, это нормальное явление.

Каждый электрик должен знать:  Как сделать надежный удлинитель (переноску)

Одних трубок не достаточно, чтобы реализовать ячейку Мэйера, для этого необходимо сообразить, как осуществить накопление, передачу энергии в ячейку и вызвав резонанс воды получить на выходе водородно-кислородную смесь. Анализ и свой взгляд на разгадки я предлагаю в последующих статьях. Любой процесс, или явление, которые умные люди пытаются добиться, рассматриваются не с начала, а с конца. Другими словами мы не должны делать установку, под характеристики которой, будем подгонять конечный результат. Необходимо изучить предполагаемый нами процесс (явление), под которые в последующем мы создадим установку. Для этого, нам необходимо изучить: Что такое вода, какова её структура? Что такое молекула воды, какова её структура? Какие условия необходимо создать, чтобы молекула воды могла разделиться на водород и кислород с минимальными затратами энергии? Это мы попытаемся рассмотреть в следующей статье — «Строение молекул воды, их связи и свойства».

Тимеркаев Борис — 68-летний доктор физико-математических наук, профессор из России. Он является заведующим кафедрой общей физики в Казанском национальном исследовательском техническом университете имени А. Н. ТУПОЛЕВА — КАИ

Резонансная частота. Расстройка

В цепи, содержащей реактивные элементы L и C, произойдет резонанс, если цепь имеет резистивный характер:

— угловая частота, то есть частота, приведенная к углам фазы колебаний в радианах в секунду;

, — циклическая резонансная частота, то есть частота, приведенная к циклам колебаний в секунду.

Из формулы видно, что резонанс наступает, если частота питающего генератора равна собственным колебаниям контура.

При работе с колебательным контуром необходимо знать, совпадает ли частота генератора и частота собственных колебаний контура. Если частоты совпадают, то контур остается настроенным в резонанс, если не совпадает – то в контуре присутствует расстройка.

Настроить колебательный контур в резонанс можно тремя способами:

  1. Изменять частоту генератора при значениях емкости и индуктивности const, то есть изменяя частоту генератора мы подстраиваем эту частоту под частоту колебательного контура
  2. Изменять индуктивность катушки, при частоте питания и емкости const;
  3. Изменять емкость конденсатора , при частоте питания и индуктивности const.

Во втором и третьем способе изменяя частоту собственных колебаний контура, подстраиваем ее под частоту генератора.

При ненастроенном контуре частота генератора и контура не равны, то есть присутствует расстройка.

Расстройка – отклонение частоты от резонансной частоты.

Существует три вида расстройки :


    Абсолютная – разность между данной частотой и резонансной

  • Обобщенная – отношение разницы реактивных сопротивлений L и C к активному R:
  • Относительная – отношение абсолютной расстройки к резонансной частоте:
  • При резонансе все расстройки равны нулю , если частота генератора меньше частоты контура, то расстройка считается отрицательной; если больше – положительной.

    Таким образом добротность характеризует качество контура, а обобщенная расстройка- удаленность от резонансной частоты.

    Построение зависимостей X, X L , X C от f

    При резонансе реактивные сопротивления равны, следовательно .

    При — цепь носит емкостной характер,

    — носит индуктивный характер.

    Задачи

    1. Сопротивление контура 15 Ом, индуктивность 636 мкГн, Емкость 600 пФ, напряжение питающей сети 1,8 В. Найти собственную частоту контура, затухание контура, характеристическое сопротивление, ток, активную мощность, добротность, напряжение на зажимах контура.

  • Напряжение на зажимах генератора 1 В, частота питающей сети 1 МГц, добротность 100, емкость 100 пФ. Найти: затухание, характеристическое сопротивление, активное сопротивление, индуктивность, частоту контура, ток, мощность, напряжения на емкости и индуктивности.
  • Тестовые задания

    Отношение реактивного сопротивления к активному это :

    А) Абсолютная расстройка;

    Б) Обобщенная расстройка;

    В) Относительная расстройка.

    НОВОСТИ ФОРУМА
    Рыцари теории эфира
    01.10.2020 — 05:20: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ — Upbringing, Inlightening, Education ->
    [center][Youtube]69vJGqDENq4[/Youtube][/center]
    [center]14:36[/center]
    Osievskii Global News
    29 сент. Отправлено 05:20, 01.10.2020 г.’ target=_top>Просвещение от Вячеслава Осиевского — Карим_Хайдаров.
    30.09.2020 — 12:51: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ — Upbringing, Inlightening, Education ->
    [center][Ok]376309070[/Ok][/center]
    [center]11:03[/center] Отправлено 12:51, 30.09.2020 г.’ target=_top>Просвещение от Дэйвида Дюка — Карим_Хайдаров.
    30.09.2020 — 11:53: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ — Upbringing, Inlightening, Education ->
    [center][Youtube]VVQv1EzDTtY[/Youtube][/center]
    [center]10:43[/center]

    интервью Раввина Борода https://cursorinfo.co.il/all-news/rav.
    мой телеграмм https://t.me/peshekhonovandrei
    мой твиттер https://twitter.com/Andrey54708595
    мой инстаграм https://www.instagram.com/andreipeshekhonow/

    [b]Мой комментарий:
    Андрей спрашивает: Краснодарская синагога — это что, военный объект?
    — Да, военный, потому что имеет разрешение от Росатома на манипуляции с радиоактивными веществами, а также иными веществами, опасными в отношении массового поражения. Именно это было выявлено группой краснодарцев во главе с Мариной Мелиховой.

    [center][Youtube]CLegyQkMkyw[/Youtube][/center]
    [center]10:22 [/center]

    Доминико Риккарди: Россию ждёт страшное будущее (хотелки ЦРУ):
    https://tainy.net/22686-predskazaniya-dominika-rikardi-o-budushhem-rossii-sdelannye-v-2000-godu.html

    Завещание Алена Даллеса / Разработка ЦРУ (запрещено к ознакомлению Роскомнадзором = Жид-над-рус-надзором)
    http://av-inf.blogspot.com/2013/12/dalles.html

    [center][b]Сон разума народа России [/center]

    [center][Youtube]CLegyQkMkyw[/Youtube][/center]
    [center]10:22 [/center]

    Доминико Риккарди: Россию ждёт страшное будущее (хотелки ЦРУ):
    https://tainy.net/22686-predskazaniya-dominika-rikardi-o-budushhem-rossii-sdelannye-v-2000-godu.html

    Завещание Алена Даллеса / Разработка ЦРУ (запрещено к ознакомлению Роскомнадзором = Жид-над-рус-надзором)
    http://av-inf.blogspot.com/2013/12/dalles.html

    [center][b]Сон разума народа России [/center]

    Резонансные режимы в линейных колебательных системах с кратными частотами Текст научной статьи по специальности « Физика»

    Аннотация научной статьи по физике, автор научной работы — Доев В. С., Доронин Ф. А.

    Наличие кратных собственных частот в динамической системе с s степенями свободы приводит к появлению ряда особенностей в протекании резонансных режимов. Эти особенности связаны как со структурой собственных чисел динамической матрицы системы, так и с видом резонансного воздействия на нее. Упомянутые особенности отчетливо проявляются при изучении процессов, протекающих в динамических системах типа генератор-осциллятор, работающих в резонансных режимах.

    Похожие темы научных работ по физике , автор научной работы — Доев В. С., Доронин Ф. А.

    Текст научной работы на тему «Резонансные режимы в линейных колебательных системах с кратными частотами»

    Общетехнические и социальные проблемы

    2. Романкова Л.И., Селянская Г.Н. Мониторинг кадрового потенциала вуза // Новые информационные технологии в образовании: Аналитические обзоры по основным направлениям развития высшего образования / НИИВО. — Вып. 3. — М., 2004. -56 с.

    3. Васильев Ю.С., Глухов В.В., Федоров М.П. Экономика и организация управления вузом: Учебник / Под ред. д-ра экон. наук В.В. Глухова. — 2-е изд., испр. и доп. -СПб.: Лань, 2001. — 544 с.

    В. С. Доев, Ф. А. Доронин

    РЕЗОНАНСНЫЕ РЕЖИМЫ В ЛИНЕЙНЫХ КОЛЕБАТЕЛЬНЫХ СИСТЕМАХ С КРАТНЫМИ ЧАСТОТАМИ

    Наличие кратных собственных частот в динамической системе с s степенями свободы приводит к появлению ряда особенностей в протекании резонансных режимов. Эти особенности связаны как со структурой собственных чисел динамической матрицы системы, так и с видом резонансного воздействия на нее. Упомянутые особенности отчетливо проявляются при изучении процессов, протекающих в динамических системах типа генератор-осциллятор, работающих в резонансных режимах.

    кратные собственные числа, алгебраическая кратность, геометрическая кратность, жорданова форма матрицы.

    Известно, что для матриц простой структуры канонической формой для вещественных собственных чисел является диагональная, для комплексных — блочно-диагональная. Если матрица имеет кратные собственные числа, то вид канонической формы такой матрицы зависит от того, к какому типу относится кратность собственных чисел этой матрицы — к алгебраическому или геометрическому.

    При исследовании резонансных режимов в динамических системах весьма важным является вопрос о приведении системы дифференциальных уравнений к главным координатам, так как динамическая система реагирует на воздействия именно по ним. В зависимости от вида этого воздействия и структуры собственных частот системы возможны резонансные режимы, имеющие ряд особенностей.

    ISSN 1815-588 X. Известия ПГУПС

    Общетехнические и социальные проблемы


    1 Приведение динамической системы с кратными собственными числами к главным координатам

    Случай, когда динамическая матрица линейной колебательной системы с s степенями свободы имеет простую структуру, достаточно хорошо описан в литературе (см. [1], [2]). В этом случае канонической формой динамической (осцилляционной) матрицы системы является диагональная либо блочно-диагональная матрица. Матрица коэффициентов распределения такой динамической системы является неособенной, и простым линейным преобразованием система приводится к главным координатам.

    Несколько сложнее осуществить переход к главным координатам в некоторых видах систем с кратными собственными частотами.

    Из курса высшей алгебры известно, что кратность собственных чисел матриц бывает двух типов. Назовем их алгебраической и геометрической кратностями. Матрица с собственными числами алгебраической кратности имеет различные собственные векторы для каждого из кратных собственных чисел. Если кратность собственных чисел геометрическая, то собственные векторы для всех кратных собственных чисел одинаковы. Следовательно, для матрицы форм колебаний, составленной из собственных векторов динамической матрицы, при алгебраической кратности существует обратная матрица, а при геометрической кратности — нет.

    Процедура приведения матрицы к канонической форме для случая алгебраически кратных собственных чисел не отличается от аналогичной процедуры для матриц простой структуры. Как известно, канонической формой матрицы в этом случае для вещественных собственных чисел является диагональная, для комплексных собственных чисел — блочнодиагональная.

    При геометрической кратности собственных чисел динамической матрицы ее канонической формой для вещественных чисел является жордано-ва (верхняя или нижняя), а для комплексных — и блочно-жорданова.

    Отметим, что физически геометрическая кратность собственных чисел матрицы имеет место, когда в единое целое объединяют и колебательную систему, и генератор колебаний, работающий в режиме резонанса. Это удобно показать на примере системы с одной степенью свободы.

    Как известно, при резонансе колебательный процесс в системе с одной степенью свободы без учета сопротивления описывается дифференциальным уравнением

    q + к2 q = y (t ^ (1)

    где q — обобщенная координата; y(t) = h sin kt; к — собственная частота системы.

    Отметим, что воздействие y(t) = h sin kt является решением однородного уравнения

    Proceedings of Petersburg Transport University

    Общетехнические и социальные проблемы

    Объединим уравнения (1) и (2) в систему, которую запишем в матричном виде:

    верхняя жорданова матрица, имеющая

    геометрически кратные собственные числа.

    2 Резонанс в динамической системе с s степенями свободы

    Резонансные процессы в многомерных линейных системах имеют некоторые особенности, которые отличают их от таких же процессов в одномерных системах. Остановимся на них.

    Первой особенностью является то, что в многомерных системах может быть не один, как в одномерной, а много резонансов, так как многомерная система имеет несколько собственных частот и по каждой из них может наступить резонанс.

    Вторая особенность заключается в том, что условие наступления резонанса (равенство частоты изменения возмущающей силы и собственной частоты колебаний) является только необходимым, но не достаточным условием возникновения резонансных явлений. Напомним, что в одномерных системах равенство этих частот являлось и необходимым, и достаточным условием наступления резонанса. В многомерных системах можно воздействовать на динамическую систему силой, изменяющейся с частотой, равной одной из собственных частот, а резонансного возрастания амплитуды колебаний не будет. Для наступления резонанса при гармоническом возмущении резонансной частоты амплитуда воздействия на соответствующую главную координату не должна равняться нулю.

    Третья особенность связана с резонансами в динамических системах, имеющих кратные собственные частоты. Разумеется, одномерная система не может иметь более одной собственной частоты, поэтому в ней такой особенности существовать не может. В многомерных системах с кратными частотами возможны резонансы различной интенсивности по кратной частоте. Это зависит от того, одна или несколько главных координат резонируют по этой частоте.

    Учитывая тот факт, что динамическая система воспринимает внешнее возмущение, разлагая его по главным координатам, целесообразно сразу переходить к главным дифференциальным уравнениям и далее находить решение отдельно для каждой из главных координат. Затем осуществить обратное преобразование, переходя от главных к обобщенным координатам. Преобразование исходной системы дифференциальных уравнений к главным уравнениям (каждое из которых содержит лишь одну главную ко-

    ISSN 1815-588 X. Известия ПГУПС

    Общетехнические и социальные проблемы

    ординату) позволяет в дальнейшем для каждого уравнения рассматривать все возможные виды воздействия и, как следствие, получать различные варианты движения по этой координате. Таким образом, к изучению движения многомерной динамической системы подключается весь арсенал методов, используемый при изучении движения одномерной системы.

    В исследовании резонансных процессов многомерных систем преимущество отдается численным методам, так как аналитические выражения (даже в матричном виде) очень громоздки. Вместе с тем следует подчеркнуть, что именно аналитические исследования позволили определить структуру решения и особенности резонансных процессов в многомерных системах.

    3 Резонансы в динамической системе с s степенями свободы с алгебраически и геометрически кратными частотами

    При резонансном воздействии по алгебраически кратной частоте возможны различные варианты резонанса.

    В частности, возможно получение резонанса различной интенсивности. Дело в том, что при кратных частотах алгебраической кратности (пусть, например, кратность равна d) имеется d главных совершенно тождественных дифференциальных уравнений. Можно воздействовать с резонансной частотой как на одну, так и на несколько главных координат. Если резонансное воздействие осуществляется на к главных координат (к £ d),

    будем говорить о резонансном воздействии к-й кратности. При этом резонансная раскачка системы будет различной, хотя в исходных координатах такие резонансные воздействия практически тождественны. Можно даже вообще не получить резонанса при резонансном воздействии.

    Графики вынужденных колебаний системы с тремя степенями свободы при резонансах различной кратности

    Proceedings of Petersburg Transport University

    Общетехнические и социальные проблемы

    Сравним изменение интенсивности нарастания резонанса при резонансах различной кратности. На рисунке приведены резонансные процессы, происходящие в системе с тремя степенями свободы по первой, второй и третьей исходным обобщенным координатам. Тонкими сплошными линями показаны хронограммы процессов при резонансе первой кратности по второй главной координате, пунктирными — первой кратности по третьей главной координате. Жирными линиями отмечены резонансы второй кратности.

    Из рисунка следует, что интенсивность нарастания амплитуд резонансных колебаний изменяется при различной кратности резонанса по кратной частоте.

    Можно показать, что при резонансном воздействии по кратной частоте вообще может не быть резонанса. Эта ситуация возникает, когда амплитудные значения главных воздействий по главным координатам равны нулю.

    Переход к главным координатам для динамических систем, имеющих собственные числа геометрической кратности, несколько отличается от случая систем с числами алгебраической кратности, так как у таких систем матрица форм колебаний является особенной. Как было сказано выше, в этом случае динамическая матрица приводится к жордановой или блочно-жордановой матрице.

    Расчеты показывают, что резонансные процессы в динамических системах с геометрически кратными частотами имеют сходство с аналогичными процессами в системах с частотами алгебраической кратности. В них также возможны резонансные воздействия различной кратности, вызывающие резонансные отклики системы соответствующей кратности, и случаи отсутствия резонансного отклика системы на резонансные возмущения.

    Исследование резонансных режимов колебаний показало, что в системах с геометрически кратными частотами скорости нарастания амплитуд вынужденных колебаний при резонансах по кратным частотам оказываются выше, чем в системах с частотами алгебраической кратности.

    Проведенное исследование показало большое разнообразие резонансных процессов, происходящих в динамических системах, имеющих кратные частоты свободных колебаний. При этом оказалось, что скорости возрастания амплитуд колебаний при резонансах на геометрически кратных частотах выше, чем на частотах алгебраической кратности. Выявленные особенности отчетливо проявляются при изучении процессов, протекающих в динамических системах типа генератор-осциллятор, работающих в резонансных режимах.

    ISSN 1815-588 X. Известия ПГУПС

    Общетехнические и социальные проблемы

    1. Прикладные вопросы теории колебаний. Ч 1: Учебное пособие / В.С. Доев, Ф.А. Доронин, А.В. Индейкин, В.Е. Павлов. — СПб.: ПГУПС, 1993. — 112 с.

    2. Прикладные вопросы теории колебаний. Ч. 2: Учебное пособие / В.С. Доев, Ф.А. Доронин, А.В. Индейкин, В.Е. Павлов. — СПб.: ПГУПС, 1995. — 168 с.

    А. А. Корниенко, М. А. Еремеев, Е. А. Аникевич, М. Ю. Маркевич, П. В. Сергиенко

    ОРГАНИЗАЦИЯ СИСТЕМЫ И ПРОГРАММНЫЙ КОМПЛЕКС ЗАЩИЩЕННОГО ДОКУМЕНТООБОРОТА ПРЕДПРИЯТИЯ НА ОСНОВЕ ЭЛЕКТРОННОЙ ЦИФРОВОЙ ПОДПИСИ

    Рассмотрены особенности организации системы защищенного документооборота предприятия (вуза) на основе использования электронной цифровой подписи (ЭЦП). Указаны преимущества применения алгоритмов на основе эллиптических кривых. Предложен алгоритм формирования параметров ЭЦП для ГОСТ Р 34.102001. Описана реализация программного комплекса защищенного документооборота с использованием ЭЦП на эллиптических кривых.

    электронный документооборот, защита информации, электронная цифровая подпись, эллиптические кривые.

    Использование электронного документооборота (ЭД) при организации деятельности предприятия любого масштаба позволяет упростить и ускорить процесс обработки информации и, следовательно, повысить эффективность управления предприятием. Повсеместное внедрение и совершенствование информационных технологий, телекоммуникаций и средств обработки информации естественным образом стимулирует переход к системам ЭД.

    Целостность электронных документов и подтверждение авторства обеспечивается использованием электронной цифровой подписи (ЭЦП). В системе ЭД использование отечественных криптопротоколов является предпочтительным, так как это способствует интеграции с другими российскими системами ЭД и формированию единого информационного пространства. В частности, действующий Закон РФ «Об электронной цифро-

    Proceedings of Petersburg Transport University

    Резонансные частоты

    Какова резонансная частота молекулы воды?

    Как раскачать молекулу?

    Для размышлений есть картинка последовательностей состояний молекулы воды:
    Нажмите для просмотра прикрепленного файла
    A. случайное
    B. ориентация молекул вдоль силовых линий поля
    C. поляризация молекулы
    D. удлинение молекулы
    E. разрыв ковалентной связи
    F. освобождение газов

    (A) конденсатор, в котором вода заключена в качестве диэлектрической жидкости между обкладками, включенный в последовательную резонансную схему с дросселем

    ( к конденсатору прикладывается пульсирующее однополярное напряжение, в котором полярность никак не связана с внешним заземлением, благодаря чему молекулы воды в конденсаторе подвержены заряду той же полярности и молекулы растягиваются под действием электрических полярных сил

    © подбирают частоту импульсов, поступающих на конденсатор, соответствующую собственной частоте резонанса молекулы

    (D) продолжительное действие импульсов в режиме резонанса приводит к тому, что уровень колебательной энергии молекул возрастает с каждым импульсом

    (E) комбинация пульсирующего и постоянного электрического поля приводит к тому, что в некоторый момент сила электрической связи в молекуле ослабляется настолько, что сила внешнего электрического поля превосходит энергию связи, и атомы кислорода и водорода освобождаются как самостоятельные газы

    Резонансные частоты

    Вы можете почитать другие статьи блога, воспользовавшись Картой Сайта.

    Хотите получать новые статьи прямо на Ваш почтовый ящик?

    Добрый день коллега! Учитывая многочисленные просьбы рассказать о диагностике резонанса элементов машины, критических скоростях и о собственных формах колебаний ротора, я решил написать несколько статей посвященным этим вопросам.

    В первой статье я расскажу о резонансе элементов и узлов машины. В ней мы с вами рассмотрим следующие вопросы:

    • Как определить, что это резонанс элементов машины и, как резонанс влияет на ее вибрацию?
    • Как три параметра колебательной системы, влияют на амплитуду и частоту резонанса?
    • Как применять одноканальный виброанализатор для анализа и диагностики резонанса системы, а также об ограничениях его использования?

    Что такое Резонанс?

    Большинство сооружений и машин совершают собственные колебания, поэтому периодические внешние воздействия на них могут вызвать резонанс. Резонансом часто называют колебания с собственной частотой или на критической частоте. Резонанс — это явление резкого возрастания амплитуды вынужденных колебаний, которое наступает при приближении частоты внешнего воздействия к резонансным частотам, определяемым свойствами системы. Увеличение амплитуды колебаний — это лишь следствие резонанса, а причина — совпадение внешней (возбуждающей) частоты с внутренней (собственной) частотой колебательной системы (ротор-опора). Резонанс — явление, заключающееся в том, что при некоторой частоте вынуждающей силы колебательная система оказывается особенно отзывчивой на действие этой силы.

    Параметры системы, такие, как низкая жесткость и/или слабое демпфирование, на резонансной частоте воздействуя на роторную машину, могут привести к возникновению резонанса. Резонанс не обязательно приводит к поломке машины или ее узла, за исключением, если дефекты в машине вызывают вибрацию или вблизи установленная машина, «наводит» вибрацию на той же частоте, что и собственные частоты.

    Резонанс не создает вибрации, он только усиливает их. Резонанс это не дефект, а свойство механической системы. Поэтому, резонанс не вызывает проблем, если какие-либо колебания не возбуждают его.

    Это сопоставимо с колебаниями колокола, или барабана. В случае колебаний колокола (рис.1), вся его энергия содержится в потенциальной форме, когда он неподвижен и находится в верхних точках траектории движения, а при прохождении нижней точки на максимальной скорости, она преобразуется в кинетическую. Потенциальная энергия пропорциональна массе колокола и высоте подъёма относительно нижней точки, кинетическая — массе и квадрату скорости в точке измерения. То есть, если колокол ударить, то он будет резонировать с определенной частотой (или частотами). Если он находится в состоянии покоя, то он не будет совершать колебания на резонансной частоте.

    Рис.1 Периодические колебания колокола

    Резонанс — это свойство машины, когда она работает или не работает. Следует отметить, что динамическая жесткость вала при вращении машины может сильно отличаться, от статической жёсткости, когда машина не работает, при этом резонанс ее изменяется не существенно.

    Есть такое неизменное правило, основанное на практическом опыте, которое гласит, что резонансные частоты, измеренные при останове (выбеге) машины меньше на 20 процентов частоты вынужденных колебаний. Резонансные частоты отдельных узлов и деталей машины, таких как вал, ротор, корпус, и фундамент — это колебания на их собственной частоте.

    После монтажа машины резонансные частоты могут поменять свое значение из-за изменения параметров системы (массы, жесткости и демпфирования), которые после соединения всех механизмов машины в единый агрегат могут увеличиться или снизиться. Кроме того, динамическая жесткость, как отмечалось выше, может сдвинуть резонансные частоты, когда машины работают на номинальной частоте вращения. Большинство машин проектируются таким образом, чтобы ротор не имел собственную частоту колебаний такую же, как вал. Машина, состоящая из одного или двух механизмов не должна эксплуатироваться на резонансной частоте. Однако, при ее износе и изменении зазоров в машине, очень часто собственная частота смещается в сторону рабочей частоты вращения, вызывая резонанс.

    Внезапное появление колебаний на частоте дефекта, таком как ослабление посадки или другого, могут вызвать колебания машины на резонансной частоте. При этом вибрация машины возрастет с допустимого уровня до недопустимого, если колебания вызваны резонансом узлов или элементов машины.

    Рис.2 Амплитудо-фазочастотная характеристика ротора при пуске или останове машины

    Например:
    Двухскоростная машина работает при 900 об/мин и 1200 об/мин. Машина имеет резонанс на 1200 об/мин, который усиливает вибрацию на частоте вращения 1200об/мин. При 900 об/мин, вибрация составляет 2.54мм/с, а на 1200 об/мин резонанс увеличивает колебания до 12.7 мм/с

    Резонанс можно наблюдать при пуске машины, когда она проходит через резонансную частоту (рис.2). Амплитуда при увеличении частоты вращения будет возрастать до максимального значения на резонансной частоте (nрез) , и уменьшаться, после прохождения через нее. При прохождении ротора через резонанс фаза колебаний измениться на 180 градусов. При резонансе колебания системы сдвинуты по фазе на 90 градусов относительно колебаний возбуждающей силы.

    Рис.3 Справа колебания ротора имеющего одну плоскость коррекции (диск);

    слева колебания сложной системы (двух соединенных роторов).

    Сдвиг фаз на 180 градусов часто наблюдается только на роторах имеющих одну единственной плоскость коррекции (рис.3, слева). Более сложные системы «вал/ротор-опора» (рис.3 справа) имеют сдвиг фаз, который находится в пределах 1600 — 180 градусов. Всякий раз, когда специалист по анализу вибрации наблюдает высокую амплитуду колебаний, он должен предполагать, что рост ее до недопустимого уровня, возможно, связан с резонансом системы.

    Масса, Жесткость и Демпфирование

    Масса, жесткость, и демпфирование – это три параметра колебательной системы, которые воздействуют на частоту и увеличивают амплитуду колебаний при резонансе.

    Масса – характеризует свойства тела и является мерой его инерции (чем больше масса тела, тем меньше ускорение оно приобретает под действием периодической силы), которое вызывает его колебания.

    Жесткость – свойство системы, которое препятствует силам инерции возникающих в результате действия массовых сил.


    Демпфирование – свойство системы, которое уменьшает энергию колебаний путем превращения ее в тепловую энергию вследствие трения в механической системе.

    Для уменьшения резонанса параметры системы подбирают так, чтобы ее резонансные частоты располагались как можно дальше от возможных частот внешнего воздействия, для этого в практике используют так называемые динамические гасители колебаний, или демпферы.

    Рис.4 Амплитудочастотная характеристика (АЧХ) простейшей колебательной системы состоящей из массы, пружины и демпфера

    Увеличивая массу конструкции, уменьшается резонансная частота (рис.5).

    Рис.5 АЧХ колебательной системы масса, которой больше, чем у системы, показанной на рис.4

    Увеличивая жесткость конструкции, увеличивается резонансная частота (рис.6).

    Рис.6 АЧХ колебательной системы жесткость, которой больше, чем у системы, показанной на рис.4

    Увеличивая демпфирование конструкции, уменьшается амплитуда резонанса (рис.7).

    Демпфирование – это единственное свойство, которое управляет амплитудой вибрации при резонансе конструкции.

    Рис.7 АЧХ колебательной системы, демпфирование которой меньше, чем у системы, показанной на рис.4

    Увеличение демпфирования конструкции также немного снижает и резонансную частоту. Если увеличить массу конструкции уменьшится резонансная частота, если уменьшить массу, то, резонансная частота увеличиться. Аналогично, если увеличить жесткость конструкции увеличится частота резонанса, когда уменьшаем жесткость, резонансная частота уменьшается.

    Аналогию можно провести со струной гитары. Чем сильнее натянуть струну на гитаре (больше жесткости), тем тон звука повышается (резонансная частота) до того момента пока струна не порвётся. Если использовать самую толстую струну (большая масса), то тон звука, издаваемый ею, будет ниже.

    Измерение резонанса

    Одним из наиболее распространенных методов измерения резонансной частоты конструкции является ударное возбуждение конструкции с помощью ударного молотка.

    Воздействие на конструкцию, в виде входного удара вызывает в определенном частотном диапазоне небольшой величины возмущающие силы. Колебания, создаваемые при ударе, представляет собой переходный, кратковременный процесс передачи энергии (рис.8). Спектр ударной силы является непрерывным, с максимальной амплитудой при 0 Гц и с последующим ее уменьшением с ростом частоты.

    Рис.8 Продолжительность удара и форма спектра при ударном возбуждении определяется жесткостью головки молотка

    Продолжительность удара и форма спектра при ударном возбуждении, определяется массой и жесткостью как ударного молотка, так и конструкцией машины. При применении относительно небольшого молотка на твердой конструкции жесткость головки молотка определяет спектр. Головка молотка действует как механический фильтр. Путем выбора жесткости головки молотка можно выбирать исследуемый частотный диапазон.

    При использовании этой методики измерения, очень важно, производить удар по различным точкам конструкции, так как все резонансные частоты конструкции всегда можно измерить, производя удар и измерение в одном и том же месте. При определении резонанса машины, обе точки, точка — удар и точка — измерения должны быть проверенными (испытанными).

    Если молоток имеет наконечник из мягкого материала, основное количество энергии на выходе будет возбуждать колебания на низких частотах. Молоток с жестким наконечником отдает мало энергии на конкретной частоте, за исключением энергии на выходе, которая будет возбуждать колебания на высоких частотах. Ответный отклик на удар молотка может быть измерен с помощью одноканального анализатора, при этом машина должна быть остановлена и отключена

    Фаза является одним из параметров, подтверждающий резонанс. Фазу колебаний во время испытания на удар нельзя измерить с помощью одноканального анализатора, и поэтому нельзя точно сказать наблюдается ли резонанс на роторе или нет. Для определения фазы необходимо использовать дополнительный датчик оборотов (индукционный или фотоотметчик). Резонанс машины можно определить с помощью одноканального анализатора, как увеличение амплитуды колебания на резонансной частоте и по изменению фазы на 180 градусов при переходе через резонанс, если измерять амплитуду и фазу колебаний на частоте вращении ротора при пуске машины (разворот) или ее останове (на выбеге). Построенная на основании этих измерений характеристика называется амплитудо-фазочастотной характеристикой (АФЧХ). Анализ АФЧХ (рис.9) позволяет специалисту по виброанализу идентифицировать резонансные частоты ротора.

    Рис.9 Амплитудо-фазочастотная характеристика ротора генератора при выбеге турбоагрегата

    Если фаза не изменяется при прохождении предположительного резонанса, то это увеличение амплитуды может быть связано со случайным возбуждением и не является резонансом ротора. В таких случаях в дополнение к замерам вибрации при развороте/выбеге машины рекомендуется выполнить «тест на удар».

    При использовании многоканального виброанализатора можно с большой точностью определить резонанс конструкции, если измерять сигналы на входе и выходе из системы в одно и то же время, при этом необходимо контролировать фазу колебаний и когерентность, которые будут собраны за то же самое время. Когерентность — функция двойного канала, которая используется для оценки степени линейности между сигналами на входе и выходе системы. Это означает, что резонансные частоты можно идентифицировать значительно быстрее.

    Некоторые соображения о резонансе машин

    • Необходимо уделять внимание анализу различных типов машин и режимам их эксплуатации, которые могут затруднить тестирование резонанса. Из-за различий жёсткости конструкции машины в горизонтальном и вертикальном направлениях, резонансная частота в зависимости от направления будет отличаться. Поэтому резонансы могут наиболее сильно проявляться в определённом направлении.
    • Как ранее уже говорилось, резонансные частоты отличаются, при работающей машине или когда она стоит (выключена). Вертикальное оборудование, как правило, очень много причиняет беспокойства, так как при эксплуатации такого оборудования, всегда имеет место резонанс, возникающий во время работы консольно закрепленного электродвигателя.
    • Некоторые машины имеют большую массу, поэтому возбудить их с помощью молотка нельзя, для этого требуются альтернативные методы возбуждения для определения реальных резонансных частот. Иногда на очень больших машинах используют вибратор, который настраивается на определённый частотный диапазон, потому что при раскачивании вибратор обладает способностью отдавать в большом количестве энергию на каждой в отдельности частоте.
    • И последнее соображение — перед проведением тестирования резонанса очень полезно сначала измерить фоновый уровень вибрации (реакция на случайное возбуждение от воздействия окружающей среды). Это поможет предотвратить ошибку при определении диагноза (резонанс системы), по максимальной амплитуде колебаний на определенной частоте над фоновым уровнем.

    Резюме

    В этом разделе обсуждалось влияние резонансных частот на вибрацию машины. Все конструкции и машины имеют резонансные частоты, но резонанс не влияет на машину, если нет частот, которые возбуждают его. Если вибрацию машины возбуждает ее собственная частота, то существуют три варианта отстройки системы от резонанса.

    1. Сместить частоту возмущающей силы от резонансной частоты.
    2. Сместить резонансную частоту от частоты возмущающей силы.
    3. Увеличить демпфирование системы, для уменьшения коэффициента усиления резонанса.

    Варианты 2 и 3 обычно требуют некоторые изменения в конструкции, которые нельзя выполнить, если модальный анализ и/или изучение исследования конечного элемента не были выполнены на конструкции.

    LiveInternetLiveInternet

    Музыка

    Метки

    Подписка по e-mail

    Поиск по дневнику

    Рубрики

    • Руны, Таро, магия, гадания, (491)
    • Авторское: стихи, статьи, аннотация прочитанного (60)
    • Электричество и магнетизм,феномен времени (38)
    • Мозг человека (24)
    • Йога, аюрведа (21)
    • Строение человека (15)
    • Т.В.Черниговская-когнитивная нейропсихология (14)
    • Возрождение Руси,Говоров, Сидоров и др. (13)
    • Единая Веда (10)
    • Христианство (10)
    • Б.В.Болотов (4)
    • Елена и Николай Рерихи (4)
    • Школа Андрея Дуйко. (3)
    • Никола Тесла (1)
    • Деньги, игры, иностранный язык (165)
    • Юмор,приколы (335)
    • Восточная медицина,акупунктура (127)
    • Арт: живопись + фото (1056)
    • Архитектура (43)
    • Астрономия, астрология (266)
    • Буддизм (12)
    • Веды.В.Р.Тушкин,А.Махов (48)
    • Видео (331)
    • Гордон — Диалоги (6)
    • Дизайн, фэнь-шуй, оружие,ювелирные украше (515)
    • Египет (46)
    • Загадки древних цивилизаций, артефакты (887)
    • Захария Ситчин (14)
    • Индейцы, майя, инки (15)
    • Интересные люди, факты, происшествия (1031)
    • Катастрофы,криминал предсказания,пророчества (189)
    • Квантовая физика,торсионные поля (88)
    • Китай, Япония, Индия (175)
    • Косметика (119)
    • Космоэнергетика (32)
    • Кошки,собаки,львы и др. (524)
    • Кристаллы, магия камней и металлов (71)
    • Кулинария, напитки (294)
    • Лайтман-Каббала (8)
    • Лошади (74)
    • Магия бессмертия.Практика. (227)
    • Ю.Ларичев- руномастер (83)
    • Музыка (153)
    • Настройки,оформление, фотошоп (332)
    • Наука, гипотезы, изыскания (341)
    • ОШО (17)

    • Политика, социум (182)
    • Природа, море, жив.мир (384)
    • Психология, тесты,духовные практики (919)
    • Птицы (84)
    • Религия, мистика, эзотерика, мифы (433)
    • Рецепты здоровья,долголетие (1171)
    • Рукоделие, полезные советы (255)
    • С.Лазарев, Р.Блект,С.Ковалев,А.Пинт,Левашов (46)
    • Сакральная геометрия (46)
    • Символика (79)
    • Славянизм (154)
    • Стихи, поэмы, песни, мантры.танцы,притчи (498)
    • Трансперсональная психология (92)
    • Уроки рисования (56)
    • Философские размышления (109)
    • Хиромантия (26)
    • Хроники земли (49)
    • Цигун, Тайцзи (62)
    • Электронная библиотека (262)
    • Эн-Меркар (9)

    Статистика

    Опасные звуковые частоты-инфразвук

    Суббота, 13 Сентября 2014 г. 07:04 + в цитатник

    Опасные звуковые частоты (инфразвук):

    • Инфразвуковые колебания даже небольшой интенсивности вызывают тошноту и звон в ушах, уменьшают остроту зрения;
    • Колебания средней интенсивности могут стать причиной расстройства пищеварения, нарушения функций мозга с самыми неожиданными последствиями;
    • Инфразвук высокой интенсивности, влекущий за собой резонанс, приводит к нарушению работы практически всех внутренних органов, возможен смертельный исход из — за остановки сердца, или разрыва кровеносных сосудов;
    Собственные (резонансные) частоты некоторых частей тела человека.

    Следует принимать особые меры защиты против появления звуковых колебаний со следующими частотами:

    • 20-30 Гц (резонанс головы)
    • 40-100 Гц (резонанс глаз)
    • 0.5-13 Гц (резонанс вестибулярного аппарата)
    • 4-6 Гц (резонанс сердца)
    • 2-3 Гц (резонанс желудка)
    • 2-4 Гц (резонанс кишечника)
    • 6-8 Гц (резонанс почек)
    • 2-5 Гц (резонанс рук)

    ИНФРАЗВУК
    16 Гц
    Диопазон,
    опасный для человека
    (6-8 Гц)
    18,75*10 6 м

    Инфразвук (от лат. infra — ниже, под) — упругие волны, аналогичные звуковым, но с частотами ниже области слышимых человеком частот. Обычно за верхнюю границу инфразвуковой области принимают частоты 16—25 Гц. Нижняя граница инфразвукового диапазона неопределенна. Практический интерес могут представлять колебания от десятых и даже сотых долей гц, т. е. с периодами в десяток секунд. Инфразвук содержится в шуме атмосферы, леса и моря. Источником инфразвуковых колебаний являются грозовые разряды (гром),а также взрывы и орудийные выстрелы.

    В земной коре наблюдаются сотрясения и вибрации инфразвуковых частот от самых разнообразных источников, в том числе от взрывов обвалов и транспортных возбудителей.

    Для инфразвука характерно малое поглощение в различных средах вследствие чего инфразвуковые волны в воздухе, воде и в земной коре могут распространяться на очень далёкие расстояния. Это явление находит практическое применение при определении места сильных взрывов или положения стреляющего орудия. Распространение инфразвука на большие расстояния в море даёт возможность предсказания стихийного бедствия — цунами. Звуки взрывов, содержащие большое количество инфразвуковых частот, применяются для исследования верхних слоев атмосферы, свойств водной среды.

    «Голос моря» — это инфразвуковые волны, возникающие над поверхностью моря при сильном ветре, в результате вихреобразования за гребнями волн. Вследствие того, что для инфразвука характерно малое поглощение, он может распространяться на большие расстояния, а поскольку скорость его распространения значительно превышает скорость перемещения области шторма, то «голос моря» может служить для заблаговременного предсказания шторма.

    Своеобразными индикаторами шторма являются медузы. На краю «колокола» у медузы расположены примитивные глаза и органы равновесия — слуховые колбочки величиной с булавочную головку. Это и есть «уши» медузы. Они слышат инфразвуки с частотой 8 — 13 герц. Шторм разыгрывается еще за сотни километров от берега, он придет в эти места примерно часов через 20, а медузы уже слышат его и уходят на глубину.

    Влияние инфразвука на организм человека

    В конце 60-х годов французский исследователь Гавро обнаружил, что инфразвук определенных частот может вызвать у человека тревожность и беспокойство. Инфразвук с частотой 7 Гц смертелен для человека.

    Действие инфразвука может вызвать головные боли, снижение внимания и работоспособности и даже иногда нарушение функции вестибулярного аппарата.

    Основные источники инфразвуковых волн

    Развитие промышленного производства и транспорта привело к значительному увеличению источников инфразвука в окружающей среде и возрастанию интенсивности уровня инфразвука.

    Источник инфразвука Характерный частотный
    диапазон инфразвука
    Уровни инфразвука
    Автомобильный транспорт Весь спектр инфразвукового диапазона Снаружи 70-90 дБ,
    внутри до 120 дБ
    Железнодорожный транспорт и трамваи 10-16 Гц Внутри и снаружи
    от 85 до 120 дБ
    Промышленные установки аэродинамического и ударного действия 8-12 Гц До 90-105 дБ
    Вентиляция промышленных установок и помещений, то же в метрополитене 3-20 Гц До 75-95 дБ
    Реактивные самолеты Около 20 Гц Снаружи до 130 дБ

    В общем источников инфразвука хоть отбавляй. Поговорим теперь о том, каков же все-таки вероятный механизм воздействия инфразвука на организм человека и удается ли хоть в какой-то мере с этим воздействием боротся.

    Длина инфразвуковой волны весьма велика (на частоте 3.5 Гц она равна 100 метрам), проникновение в ткани тела также велико. Фигурально говоря, человек слышит инфразвук всем телом. Какие же неприятности может причинить проникший в тело инвразвук? Естественно, об этом пока имеются лишь отрывочные сведения.

    Современная наука предложила много специфичных способов для управления поведением, мыслями и чувствами человека. При этом в частности используют:

  • нижепороговое аудиовизуальное раздражение;
  • электрошок;
  • ультразвук;
  • инфразвук;
  • сверхвысокочастотное (СВЧ) излучение;
  • торсионное излучение;
  • ударные волны.
  • Рассмотрим воздействие инфразвуком немного подробнее:
    Довольно эффективно, в смысле влияния на человека, задействование механического резонанса упругих колебаний с частотами ниже 16 Гц, обычно невоспринимаемыми на слух. Самым опасным здесь считается промежуток от 6 до 9 Гц. Значительные психотронные эффекты сильнее всего выказываются на частоте 7 Гц, созвучной альфаритму природных колебаний мозга, причем любая умственная работа в этом случае делается невозможной, поскольку кажется, что голова вот-вот разорвется на мелкие кусочки. Звук малой интенсивности вызывает тошноту и звон в ушах, а также ухудшение зрения и безотчетный страх. Звук средней интенсивности расстраивает органы пищеварения и мозг, рождая паралич, общую слабость, а иногда слепоту. Упругий мощный инфразвук способен повредить, и даже полностью остановить сердце. Обычно неприятные ощущения начинаются со 120 дБ напряженности, травмирующие — со 130 дБ. Инфрачастоты около 12 Гц при силе в 85-110 дБ, наводят приступы морской болезни и головокружение, а колебания частотой 15-18 Гц при той же интенсивности внушают чувства беспокойства, неуверенности и, наконец, панического страха [6, 138-140].

    В начале 1950-х годов французский исследователь Гавро, изучавший влияние инфразвука на организм человека, установил, что при колебаниях порядка 6 Гц у добровольцев, участвовавших в опытах возникает ощущение усталости, потом беспокойства, переходящего в безотчетный ужас. По мнению Гавро, при 7 Гц возможен паралич сердца и нервной системы [8, 2].

    Ритмы характерные для большинства систем организма человека лежат в инфразвуковом диапазоне:

    • сокращения сердца 1-2 Гц
    • дельта-ритм мозга (состояние сна) 0,5-3,5 Гц
    • альфа-ритм мозга (состояние покоя) 8-13 Гц
    • бета-ритм мозга (умственная работа) 14-35 Гц [6,138 ].

    Внутренние органы вибрируют тоже с инфразвуковыми частотами. В инфразвуковом диапазоне находится ритм кишечника.

    Исследования медиков в области влияния на человека инфразвука.

    Медики обратили внимание на опасный резонанс брюшной полости, имеющей место при колебаниях с частотой 4-8 Гц. Попробовали стягивать (сначало на модели) область живота ремнями. Частоты резонанса несколько повысились, однако физиологическое воздействие инфразвука не ослабилось.

    Легкие и сердце, как всякие объемные резонирующие системы, также склонны к интенсивным колебаниям при совпадении частот их резонансов с частотой инфразвука. Самое малое сопротивление инвразвуку оказывают стенки легких, что в конце концов может вызвать их повреждение.

    Мозг. Здесь картина взаимодействия с инфразвуком особенно сложна. Небольшой группе испытуемых было предложено решить несложные задачи сначала при воздействии шума с частотой ниже 15 герц и уровнем примерно 115 дБ, затем при действии алкоголя и, наконец, при действии обоих факторов одновременно. Была установленна аналогия воздействия на человека алкоголя и инфразвукового облучения. При одновременном влиянии этих факторов эффект усиливался, способность к простейшей умственной работе заметно ухудшалась.

    В других опытах было установлено, что и мозг может резонировать на определенных частотах. Кроме резонанса мозга как упругоинерционного тела выявилась возможность “перекрестного” эффекта резонанса инфразвука с частотой a- и b- волн, существующих в мозгу каждого человека. Эти биологические волны отчетливо обнаруживаются на энцефалограммах, и по их характеру врачи судят о тех или иных заболеваниях мозга. Высказано предположение о том, что случайная стимуляция биоволн инфрозвуком соответствующей частоты может влиять на физиологическое состояние мозга.

    Кровеносные сосуды. Здесь имеются некоторые статистические данные. В опытах французских акустиков и физиологов 42 молодых человека в течении 50 минут подверглись воздействию инфразвука с частотой 7.5 Гц и уровнем 130 дБ. У всех испытуемах возникло заметное увеличение нижнего предела артериального давления. При воздействии инфразвука фиксировались изменения ритма сердечных сокращений и дыхания, ослабление функций зрения и слуха, повышенная утомляемость и другие нарушения.

    Воздействие низкочастотных колебаний на живые организмы известно давно. Например, некоторые люди, испытавшие подземные толчки при землетрясении, страдали от тошноты. (Тогда следует вспомнить и о тошноте, вызываемой колебаниями судна или качелей. Это связано с воздействием на вестибулярный аппарат. И проявляется подобный «эффект» не у всех.) Никола Тесла (фамилия которого теперь обозначает одну из основных единиц измерений, уроженец Сербии) около ста лет тому назад инициировал такой эффект у подопытного, сидящего на вибрирующем стуле. (*Умников, считающих этот опыт негуманным не нашлось) . Наблюдаемые результаты относятся к взаимодействию твердых тел, когда колебания передаются человеку через твердую среду. Воздействие колебаний, передаваемых организму от воздушной среды, недостаточно изучено. Раскачать тело, как например на качелях, таким способом не удастся. Возможно, что неприятные ощущения возникают при резонансе: совпадении частоты вынужденных колебаний с частотой колебаний каких либо органов или тканей. В прежних публикациях об инфразвуке упоминали его воздействие на психику, проявляющееся как необъяснимый страх. Может быть, в этом также «виноват» резонанс

    В физике резонансом называют увеличение амплитуды колебаний объекта, когда его собственная частота колебаний совпадает с частотой внешнего воздействия. Если таким объектом окажется внутренний орган, кровеносная либо нервная система, то нарушение их функционирования и даже механическое разрушение, вполне реально.

    Существуют ли какие-нибудь меры борьбы с инфразвуком?

    Некоторые меры борьбы с инфразвуком. Следует признаться, что этих мер пока не так уж много.

    Общественные меры борьбы с шумом начали разрабатываться уже давно. Юлий Цезарь почти 2000 лет назад в Риме запретил езду ночью на грохочущих колесницах. А 400 лет назад королева Англии Елизавета Третья запретила мужьям бить своих жен после 10 часов вечера, «чтобы их крики не беспокоили соседей». Сейчас уже в мировом масштабе принимаются меры борьбы с шумовым загрязнением среды: усовершенствуются двигатели и другие части машин, этот фактор учитывается при проектировании трасс и жилых районов, используются звукоизолирующие материалы и конструкции, экранирующие устройства, зеленые насаждения. Но следует помнить, что и каждый из нас должен быть активным участником этой борьбы с шумом.

    Упомянем оригинальный глушитель инфразвукового шума компрессоров и других машин, разработанный лабораторией охраны труда Санкт-Петербургского института инженеров железнодорожного транспорта. В коробе этого глушителя одна из стенок сделана податливой, и это позволяет выравнивать низкочастотные переменные давления в потоке воздуха, идущего через глушитель и трубопровод .

    Площадки виброформовочных машин могут являтся мощным источником низкочастотного звука. По-видимому, здесь не исключено применение интерфереционного метода ослабления излучения путем противофазного наложения колебаний. В системах всасывания и распыления воздуха следует избегать резких изменений сечения, неоднородностей на пути движения потока, чтобы исключить возникновение низкочастотных колебаний.

    Некоторые исследователи разделяют действие инфразвука на четыре градации – от слабой до . смертельной. Классификация – вещь хорошая, но она выглядит довольно беспомощьно, если неизвестно, с чем связано проявление каждой градации.

    Инфразвук на сцене и телевидении?

    Если посмотреть в прошлое, то там можно уже заметить воздействие инфразвуковыми частотами на человека.Вот инструкция из книги Мишеля Харнера “Путь шамана”:

    Для входа в “тунель” вам понадобится, чтобы ваш партнер все время, необходимое для получения вами “шаманского состояния сознания” сопровождал ударами в барабан или бубен с частотой 120 ударов в минуту (2 Гц). Также можно использовать магнитофонную запись шаманского “камлания”. Через несколько минут вы увидите тунель из черных и белых колец и начнете двигаться по нему. Скорость чередования колец задается ритмом ударов.

    Известно, что современная рок-музыка, джаз и т.п. обязаны своим происхождением традиционной африканской “музыке”. Эта, так называемая “музыка”, ни что иное, как элемент ритуальных действий африканских шаманов или коллективных ритуальных действий племени. Большинство мелодий и ритмов рок-музыки взяты непостредственно из практики африканских шаманов . Таким образом, воздействие рок-музыки на слушателя основано на том, что он вводится в состояние, похожее на то, которое переживает шаман во время ритуальных действий. “Сила рока заключена в прерывистых пульсациях,ритмах, вызывающих биопсихическую реакцию организма, способную повлиять на функционирование различных органов. Если ритм кратен полутора ударам в секунду и сопровождается мощным давлением инфразвуковых частот, то способен вызвать у человека экстаз. При ритме же равном двум ударам в секунду, и на тех же чаcтотах, слушающий впадает в танцевальный транс, который сходнен наркотическому”.

    В этом же ряду стоит и собственно ритуальная музыка, например, “медитативная” музыка Секо Асахары, главы религиозной секты “Аум Синрике”, которая в свое время изо дня в день транслировалась российским радио на всю страну .

    Воздействие психотронного оружия наиболее массировано, когда в качестве промежуточных каналов используется телевидение и компьютерные системы. Современные компьютерные технологии позволяют преобразовать любой звуковой (музыкальный) файл таким образом, чтобы при прослушивании возникали необходимиые спецэффекты: “…звук, закодированный под альфа-ритм, поможет Вам расслабиться, звук, закодированный под дельта-ритм, поможет уснуть, под тета-ритм – достигнуть состояния медитации.

    Так является ли инфразвук психотронным оружием?

    Создатели сверхоружия, основанного на воздействии инфразвука, утверждают, что оно полностью подавляет противника, вызывая у него такие «неотвратимые» последствия, как тошнота и понос. Разработчики вооружения такого вида и исследователи его ужасных последствий «съели» немало денег из госказны. Возможно, однако, что вышеупомянутые неприятности грозят не воображаемому противнику, а вполне реальным генералам — заказчикам подобного оружия — в качестве возмездия за некомпетентность.

    Юрген Альтман (Jurgen Altmann), исследователь из Германии, на совместной конференции Европейской и Американской акустических ассоциаций (март 1999) заявил, что инфразвуковое оружие не вызывает приписываемых ему эффектов.

    На подобные штуки надеялись в армии и полиции. Блюстители правопорядка полагали, что эти средства более эффектны, чем химические, такие, как например, слезоточивый газ.

    А пока что, как утверждает Альтман, изучавший влияние на людей и животных инфразвуковых колебаний, звуковое оружие не работает. По его словам, даже при уровне шума 170 децибел что-либо особенное, вроде непроизвольных испражнений, зафиксировать не удалось. (Вспомнилось, что недавно СМИ отметили успешные испытания инфра-пугалки американского производства. Блеф на благо «изобретателям» и на устрашение воображаемого противника ?)

    Сид Хил (Sid Heal), работающий на минобороны США по программе разработки инфразвукового оружия, отмечает, что исследователи изменили постановку задачи. Наряду с попытками создания прототипов оружия они тщательно изучают воздействие инфразвука на человека.

    Однако же все таки в настоящее время достаточно в час “Х” добавить “катализатор” – и заложенная программа заработает. Начнется разрушение органов, искусственная мутация генов или изменение сознания. Таким “толчком” может, например, стать массированное облучение о проблеме которой беспокоются российские ученые и военные.

    Из рассказа доктора технических наук В. Канюка: “Я возглавлял секретный комплекс в Подлипкахю. Он входил в НПО “Энергия” (руководитель – акодемик В.П. Глушко). Во исполнении закрытого Постановления ЦК КПСС и Совмина СССР от 27 января 1986 года мы создали генератор специальных физических полей. Он был способен корректировать поведения огромных масс населения. Выведенная на космическую орбиту, эта аппаратура охватывала своим “лучем” территорию, равную Краснодарскому краю. Средства, ежегодно выделявшиеся на эту и смежные с ней программы, были эквивалентны пяти миллиардам долларов. ”

    Летом 1991 года комитет Верховного Совета СССР опубликовал жутковатую цифру. КГБ, Минсредмаш, Академия наук, Министерство обороны и другие ведомства израсходовали на разработки психотронного оружия полмиллиарда полновесных дореформенных рублей. Одной задачей было “дистанционное медикобиологическое и психофизическое воздействие на войска и население противника” .

    Торсионные, микролентонные и другие недавно открытые частицы обладают колоссальной проникаемостью. Генераторы подобных полей создаются, например, в зеленоградской лаборотории. Из инструкции одного из таких приборов: ”Прибор настраивается на индивидуальные волновые характеристики человека. Очевидно, возможна настройка на параметры целого этноса. При этом для решения расовых проблем уже не нужны концлагеря. Все происходит абсолютно незаметно. Объект либо вымирает, либо теряет свои национальные черты”. (Кстати, по определению умершего загадочной смертью академика Ф.Я. Шипурова, душа человека есть волновое поле с измеримами характеристиками. Это справедливо и в отношении существующих “душ” народов.)

    Многие ученные обеспокоены зловещими возможностями этнического оружия. Существуют отечественные разработки “Лава-5” и “Русло-1”. Указывается, что в классификации средств массового поражения (ею пользуются военно промышленные комплексы развитых стран) появился пункт: “Это оружие с воздействием на генетический аппарат. В определенных кругах оно называется “экологически чистым” и даже “гуманным”. Не разрушающим городов и зачастую не убивающим людей”.

    Был случай, когда в 90-х годах, в американской прессе прошла серия сенсационных публикаций о загадочной гибели индейцев. По непонятной причине умирали только представители племени навахо. Количество жертв составило несколько десятков человек. Итак, только индейцы. И только навахо. Среди версий есть предположение о воздействии психотропным оружием.

    Процитировано 1 раз
    Понравилось: 2 пользователям

    Глава 9 Резонансные процессы

    Глава 9 Резонансные процессы

    Существенную роль во всех природных, так сказать, естественных процессах, играет явление резонанса, поэтому мы его рассмотрим подробнее. Начнем с резонансных явлений в эфире, которыми занимался Джон Кили (John Ernst Worrell Keely), основатель «физики симпатических вибраций» (Sympathetic Vibratory Physics www.svpvril.com). Он жил в Филадельфии, США, с 1827 по 1898 годы.

    Рис. 97. Джон Кили и одна из его машин. Фото публикуется с разрешения www.svpvril.com

    Созданная им в Нью-Йорке компания «Keely Motors» в 1874 году демонстрировала так называемый «мотор Кили», устройство производило полезную работу, используя «воду и воздух», создавая давление в сложной гидравлической системе. Он назвал мотор «гидро-пневматической пульсирующей вакуумной машиной». Позже Кили построил удивительное устройство «управления силами гравитации», которое выглядело, как медный шар 30 см в диаметре, окруженный трубками и стержнями (камертонами) различной длины. Касаясь пальцами камертонов, Кили вызывал вибрации различных тонов, сочетание которых производило на предметы эффекты левитации. Его современники утверждали, что Кили мог заставить летать в воздухе тяжелый стальной шар, просто играя на небольшом органе.

    Джон Кили, считал, что любое вещественное образование, то есть «молекулярный агрегат», как он говорил, сколь бы мало оно ни было, пребывает в состоянии непрерывных внутренних вибраций, и возбуждает в окружающем его пространстве нечто, похожее на звуковые колебания. Очевидно, он говорил о продольных волнах в эфире.

    Кроме того, каждое такое образование способно откликаться на приходящие извне колебания, причем различным образом, в зависимости от того, созвучно или нет это внешнее колебание среды собственной частоте. Если колебания двух тел созвучны друг другу, то тела притягиваются, если же в их звучании имеется диссонанс, то они избегают друг друга (отталкиваются). Все физические силы возникают вследствие определенного согласования (или рассогласованности) волновых характеристик вибрационных полей. Вибрации переносят не энергию, но только стимул к ее поглощению или выделению, то есть к преобразованию ее из скрытых форм в явные формы.

    Энергия имеется повсюду в окружающем нас, и пронизывающем нас пространстве, причем, в неограниченных количествах. Вечное движение частиц эфира происходит повсюду и всегда, аналогично движению частиц воздуха. Запасы энергии в природе безграничны. Энергию эту мы не создаем, и не тратим, но мы можем, познав ее законы, преобразовывать ее в удобные для нас формы. Для этого нужно согласовать действия отдельных «молекулярных агрегатов», и достичь этого можно, добившись их созвучия.

    Представьте, что перед Вами на столе стоит металлический штатив, который поддерживает полый медный шар (сферу) диаметром около 30 см. Вокруг основания штатива расположены многочисленные металлические стержни разной длины и толщины, вибрирующие, подобно камертонам, если их коснуться пальцами. Внутри сферы установлены пластины и резонансные трубки, взаиморасположение которых можно менять с помощью рукояток. Вся эта конструкция носит название «симпатического передатчика». Рядом находится цилиндрический стеклянный сосуд 25 см в диаметре и 120 см высотой, заполненный водой. Крышка сосуда, также металлическая, соединена со сферой с помощью толстой проволоки из золота, серебра и платины. На дне сосуда лежат три металлических шара, каждый весом около 1 кг. Как объясняет экспериментатор, каждый из шаров, так же как и любое другое материальное тело, обладает своей собственной внутренней мелодией. Изобретатель подходит к симпатическому передатчику, и поворачивает рукоятки, начинают вибрировать камертоны, вдруг коротко звучит труба, и шар на дне сосуда начинает покачиваться, затем медленно отрывается от дна и устремляется вверх. Он ударяется о крышку сосуда, отскакивает вниз, поднимается снова и, наконец, успокаивается, плотно прижавшись к ней. Вновь звучит труба, и второй металлический шар откликается на ее зов и всплывает. Затем – третий. Музыка стихает, но шары продолжают плавать, иногда чуть опускаясь, по-видимому, под влиянием посторонних аккордов».

    Этот и многие другие удивительные эксперименты происходили в лаборатории Джона Кили в Филадельфии больше ста лет назад. Ученый говорил, что звук – это «нарушение атомного равновесия, разрушающее существующие связи атомных частиц, а освобожденная при этом субстанция, несомненно, должна быть эфирным течением некоторого порядка».

    Интересная аналогия при чтении описания экспериментов Кили, возникает с показанной в фантастическом романе Александра Грина «Блистающий мир» конструкцией «чудесной летающей лодки», по краям которой висели колокольчики разного размера, прикасаясь к которым, и вызывая звук, можно было поднять лодку в воздух и привести ее в движение.

    Можно сказать, что в основе всей Природы лежат эфирные вибрации разных частот, которые создают разнообразнейшие сочетания. При этом «созвучные», гармоничные сочетания вызывают притяжение и носят созидательный характер, а дисгармоничные вызывают отталкивание, разрушают. Создавая другие вибрации эфира, Кили мог делать вещи тяжелее, от этого они вдавливались в грунт под действием усиленной гравитации. Это не было силовым воздействием ультразвука на предметы, а реальным примером возбуждения эфира путем звуковых вибраций воздуха (молекулы воздуха также связаны с эфиром, как и все остальная материя). Сейчас это резонансное явление называется акустической левитацией, и активно изучается в прикладных целях.

    Одно из изобретений Кили называлось «дезинтегратор материи» и предназначалось для разложения воды в газ, хотя могло заставить распадаться любую материю. Кили нашел, что резонансная частота «звука» для распада воды равна 42712,2 Герц. Для экспериментов по данной теме, можно рекомендовать использовать ультразвуковые пьезокерамические или магнитострикционные вибраторы, разместив их в толщине столба воды (на дне), и создавая вибрации вверх, то есть против вектора силы тяжести. Кстати, американский изобретатель Генри Пухарич, работы которого мы позже рассмотрим, нашел резонансные частоты распада воды, и одна из них равна примерно 42800 Гц, то есть такая же, как и частота Кили.

    Гидро-пневматическая машина Кили, скорее всего, работала за счет создания газа высокого давления из воды, при резонансном воздействии на воду и ее разложении. Затраты энергии на создание вибраций по методу Кили были небольшими, а машина высокого давления имела значительную мощность.

    Похожий метод разложения воды, с результатами 9 кубометров газа в секунду, предложил Олег Алексеевич Казаков, Алма-ата, Казахстан. Отличие метода Казакова от работ Кили в том, что Казаков разлагает воду в газ низкочастотными вибрациями, инфразвуком. Сообщения интересные, но мы не располагаем достоверными экспериментальными данными или схемой эксперимента Казакова.

    В 1888 году Ричард Харт, современник Кили, написал книгу «Дезинтеграция камня». В ней он описал случай практического применения «дезинтегратора» Кили: «Однажды к Кили пришли посетители. Эти люди были крайне заинтересованы в быстром и дешевом способе получения золота, содержащегося в залежах кварца. И изобретатель оказал им эту услугу, легко прикасаясь маленьким устройством, которое он держал в руках, к кускам кварца, внутри которых были золотые вкрапления. И как только он дотрагивался до каждого из кусков, тот мгновенно рассыпался, превращаясь в пыль, а частички золота, содержащиеся в кварце, лежали, как галька в море песка. Тогда двенадцать солидных мужчин единодушно произнесли: «Господин Кили, если Вы таким же образом расщепите для нас кварц на руднике, каждый из нас выпишет Вам чек». Затем все они отправились в горы Катскилла, и там двенадцать мужчин указали на такой же основательный, как они сами, золотоносный кварцевый пласт на склоне горы, а Кили достал свое маленькое устройство и сказал: «Господа, запаситесь терпением». Через восемнадцать минут в этой кварцевой горе был туннель 5,5 м длиной и 1,4 м в диаметре. После этого с чеками в кармане Кили спокойно вернулся в Филадельфию, а двенадцать солидных мужчин отправились из Нью-Йорка в Сан-Франциско, чтобы приобрести, казавшиеся бесполезными, акции заброшенных рудников».

    Далее, Харт пишет: «Дезинтеграция (расщепление) кварца – один из секретов Кили. Однако, эта дезинтеграция – всего лишь незначительное и второстепенное действие потрясающей силы, которая сокрыта в той загадке.

    Действие же этой силы было обнаружено случайно. Однажды изобретатель изучал влияние потоков эфира на мелкий песок, рассыпанный на полу, причем струи эфира завивали песок «в жгуты». И вдруг кусок гранита, служивший для укрепления двери, рассыпался у него на глазах. Он понял намек, и через несколько дней изготовил вибрационный дезинтегратор».

    Вибрационные технологии такого уровня представляют собой простой и красивый путь для развития техники, но при этом дают людям в руки оружие огромной силы.

    Кили писал: «Моя система во всех частях и подробностях, покоится и основывается на симпатической (ответной) вибрации. Никаким другим способом невозможно пробудить или развить эту силу, и так же невозможно было бы привести в действие мою машину на другом принципе». (Из книги Ричарда Харта «Дезинтеграция камня», 1888 год.)

    Отметим, что аналогичные современные исследования резонансных способов воздействия на материю и эфир успешно проводит в своей домашней лаборатории американский изобретатель Джон Хатчисон (Hutchison). Он использует электромагнитные методы возбуждения продольных волн эфира, но эффекты левитации предметов в его экспериментах очень напоминают «чудеса» Кили. Эффект Хатчисона основан на интерференции продольных волн эфира.

    На этом закончим пересказ удивительных историй резонансной эфиродинамики, и перейдем к изучению «обычных» резонансных условий в «обычных» электрических цепях, имеющих индуктивность и емкость, что позволит применить эти знания для существенной экономии потребляемой энергии, а также конструирования эффективных преобразователей энергии.

    Резонанс (лат. resono – звучу в ответ, откликаюсь), явление резкого возрастания амплитуды вынужденных колебаний в какой-либо колебательной системе, наступающее при приближении частоты периодического внешнего воздействия к некоторым значениям, определяемым свойствами самой системы. График увеличения амплитуды напряжения в электрической системе, при точной настройке в резонанс, показан на рис. 98.

    Рис. 98. График роста напряжения при настройке в резонанс

    Примерно сто лет назад, это явление было настолько удивительным, что вызывало немалый восторг. Очень эмоционально описывал процесс настройки в резонанс Жан Клод Ван Оствальд, схема установки для эксперимента показана на рис. 99: «Подобно тому, как это происходит в гидравлической модели, явление протекает и в соответствующей электрической цепи: если параллельно соединенные друг с другом самоиндукция и емкость находятся под действием переменной электродвижущей силы, то общий ток, протекающий через эту систему, равен не сумме, а разности токов, проходящих по двум указанным разветвлениям. Включите по амперметру в общую цепь (М) и в каждое из разветвлений (Р и N). Тогда, если Р покажет 100, а N 80 Ампер, то М обнаружит, что общий ток равен не 180, а только 20 Ампер. Итак, переменный ток понимает «сложение» по-своему, и так как не в наших силах переучивать его по-нашему, приходится нам самим применяться к его обычаям. Введение емкости в известном смысле компенсирует действие самоиндукции… Начнем понемногу изменять самоиндукцию, вдвигая железный сердечник. Добьемся того, чтобы ток через катушку сделался равным 80-ти Амперам, то есть такой же величины, которую мы наблюдаем одновременно в ветви с конденсатором. Что произойдет при этих обстоятельствах?

    Рис. 99. Рисунок из книги Жан Клод Ван Оствальда, «Электричество и его применения в общедоступном изложении», Типография И.Н.Кушнерев, Москва, 1914 год, стр.463

    Вы, конечно, догадываетесь: так как общий ток равен разности токов, проходящих по ветвям, то он будет равен теперь нулю. Совершенно невероятная картина: машина дает ток, равный нулю , но распадающийся на два разветвления, по 80-ти Ампер в каждом. Не правда ли, недурной пример для первого знакомства с переменными токами?»

    Насколько реально удается уменьшать ток в «общей» цепи и снижать потребление электроэнергии, а также платежи за нее, зависит от конкретных индуктивно-емкостных параметров схемы. Мы уже рассматривали, в главе о проектах Тесла, применение конденсаторов, как устройств компенсации реактивной мощности электроприводов.

    Замечу, что для электронов нет различия в том, как их называть. Активный ток и реактивный ток состоят из реальных движений обычных электронов, которые при движении создают реальное магнитное поле. Именно это переменное, или вращающееся, магнитное поле в электродвигателях обеспечивает вращение ротора и совершение реальной работы, даже если это поле, в основном, создается так называемым «реактивным» током.

    Особенности создания резонанса в параллельном колебательном контуре известны, например, генератор должен иметь большое собственное (внутреннее) сопротивление. Мощность таким методом может быть получена только при использовании мощных «силовых» конденсаторов, рассчитанных на сильные реактивные токи. На таких конденсаторах указывают величину мощности в КВАР (киловольт ампер реактивные).

    Катушка должна быть сконструирована не только для расчетного значения индуктивности, но и с учетом силы тока, требуемой для получения заданной мощности, толщина провода…

    Ошибка некоторых исследователей резонансных процессов в том, что они применяют слаботочные радиотехнические комплектующие элементы вместо силовых конденсаторов и катушек, хотя расчет LC контура на значение рабочей частоты выполняют верно.

    О максимальном эффекте от применения резонанса можно сказать, что это вопрос конструирования с целью повышения добротности. Слово «добротность» здесь имеет смысл не только «хорошо сделанного» колебательного контура. Добротность контура представляет собой соотношение запасенной энергии в контуре к тепловым потерям за одно колебание. Добротность контура – это отношение тока, протекающего через реактивный элемент, к току, протекающему через активный элемент контура. В качественно выполненном колебательном контуре можно получить величину добротности от 30 до 200. При этом, через индуктивность и емкость протекают токи, намного больше, чем ток первичного источника, как в случае, показанном на рис. 99. Эти большие «реактивные» токи не покидают пределов контура, так как они противофазны, и сами себя компенсируют, но они реально создают мощное магнитное поле, и могут «работать», например в электроприводах.

    В ЗАО «Резонанс», Санкт-Петербург, мной в 2010 году были проведены простые демонстрации эффекта для практического применения. Например, на фото рис. 100 показан простой эксперимент с вентилятором.

    Рис. 100. Эксперимент Фролова. ЗАО «Резонанс», 2010 год

    Резонанс

    Резона́нс (фр. resonance , от лат. resono «откликаюсь») — частотно-избирательный отклик колебательной системы на периодическое внешнее воздействие, который проявляется в резком увеличении амплитуды стационарных колебаний при совпадении частоты внешнего воздействия с определёнными значениями, характерными для данной системы [1] . Для линейных колебательных систем значения частот резонанса совпадает с частотами собственных колебаний, а их число соответствует числу степеней свободы [1] .

    Под действием резонанса, колебательная система оказывается особенно отзывчивой на действие внешней силы. Степень отзывчивости в теории колебаний описывается величиной, называемой добротностью. При помощи резонанса можно выделить и/или усилить даже весьма слабые периодические колебания.

    Явление резонанса впервые было описано Галилео Галилеем в 1602 г. в работах, посвященных исследованию маятников и музыкальных струн. [2] [3]

    Содержание

    Механика

    Наиболее известная большинству людей механическая резонансная система — это обычные качели. Если подталкивать качели в соответствии с их резонансной частотой, размах движения будет увеличиваться, в противном случае движения будут затухать. Резонансную частоту такого маятника с достаточной точностью в диапазоне малых смещений от равновесного состояния можно найти по формуле:

    где g — это ускорение свободного падения (9,8 м/с² для поверхности Земли), а L — длина от точки подвешивания маятника до центра его масс. (Более точная формула довольно сложна и включает эллиптический интеграл.) Важно, что резонансная частота не зависит от массы маятника. Также важно, что раскачивать маятник нельзя на кратных частотах (высших гармониках), зато это можно делать на частотах, равных долям от основной (низших гармониках).

    Резонансные явления могут приводить как к разрушению, так и к усилению устойчивости механических систем.

    В основе работы механических резонаторов лежит преобразование потенциальной энергии в кинетическую и наоборот. В случае простого маятника, вся его энергия содержится в потенциальной форме, когда он неподвижен и находится в верхних точках траектории, а при прохождении нижней точки на максимальной скорости, она преобразуется в кинетическую. Потенциальная энергия пропорциональна массе маятника и высоте подъёма относительно нижней точки, кинетическая — массе и квадрату скорости в точке измерения.

    Другие механические системы могут использовать запас потенциальной энергии в различных формах. Например, пружина запасает энергию сжатия, которая, фактически, является энергией связи её атомов.

    Струна

    Струны таких инструментов, как лютня, гитара, скрипка или пианино, имеют основную резонансную частоту, напрямую зависящую от длины, массы и силы натяжения струны. Длина волны первого резонанса струны равна её удвоенной длине. При этом, её частота зависит от скорости v, с которой волна распространяется по струне:

    где L — длина струны (в случае, если она закреплена с обоих концов). Скорость распространения волны по струне зависит от её натяжения T и массы на единицу длины ρ:

    Таким образом, частота главного резонанса зависит от свойств струны и выражается следующим отношением:

    где T — сила натяжения, ρ — масса единицы длины струны, а m — полная масса струны.

    Увеличение натяжения струны и уменьшение её массы (толщины) и длины увеличивает её резонансную частоту. Помимо основного резонанса, струны также имеют резонансы на высших гармониках основной частоты f, например, 2f, 3f, 4f [4] , и т. д. Если струне придать колебание коротким воздействием (щипком пальцев или ударом молоточка), струна начнёт колебания на всех частотах, присутствующих в воздействующем импульсе (теоретически, короткий импульс содержит все частоты). Однако частоты, не совпадающие с резонансными, быстро затухнут, и мы услышим только гармонические колебания, которые и воспринимаются как музыкальные ноты.

    Электроника

    В электрических цепях резонансом называется такой режим пассивной цепи, содержащий катушки индуктивности и конденсаторы, при котором ее входное реактивное сопротивление или ее входная реактивная проводимость равны нулю. При резонансе ток на входе цепи, если он отличен от нуля, совпадает по фазе с напряжением.

    В электрических цепях резонанс возникает на определённой частоте, когда индуктивная и ёмкостная составляющие реакции системы уравновешены, что позволяет энергии циркулировать между магнитным полем индуктивного элемента и электрическим полем конденсатора.

    Механизм резонанса заключается в том, что магнитное поле индуктивности генерирует электрический ток, заряжающий конденсатор, а разрядка конденсатора создаёт магнитное поле в индуктивности — процесс, который повторяется многократно, по аналогии с механическим маятником.

    Электрическое устройство, состоящее из ёмкости и индуктивности, называется колебательным контуром. Элементы колебательного контура могут быть включены как последовательно (тогда возникает резонанс напряжений), так и параллельно (резонанс токов). При достижении резонанса, импеданс последовательно соединённых индуктивности и ёмкости минимален, а при параллельном включении — максимален. Резонансные процессы в колебательных контурах используются в элементах настройки, электрических фильтрах. Частота, на которой происходит резонанс, определяется величинами (номиналами) используемых элементов. В то же время, резонанс может быть и вреден, если он возникает в неожиданном месте по причине повреждения, недостаточно качественного проектирования или производства электронного устройства. Такой резонанс может вызывать паразитный шум, искажения сигнала, и даже повреждение компонентов.

    Приняв, что в момент резонанса индуктивная и ёмкостная составляющие импеданса равны, резонансную частоту можно найти из выражения

    где ω = 2 π f <\displaystyle \omega =2\pi f>; f — резонансная частота в герцах; L — индуктивность в генри; C — ёмкость в фарадах. Важно, что в реальных системах понятие резонансной частоты неразрывно связано с полосой пропускания, то есть диапазоном частот, в котором реакция системы мало отличается от реакции на резонансной частоте. Ширина полосы пропускания определяется добротностью системы.

    В электронных устройствах также применяются различные электромеханические резонансные системы.

    В СВЧ электронике широко используются объёмные резонаторы, чаще всего цилиндрической или тороидальной геометрии с размерами порядка длины волны, в которых возможны добротные колебания электромагнитного поля на отдельных частотах, определяемых граничными условиями. Наивысшей добротностью обладают сверхпроводящие резонаторы, стенки которых изготовлены из сверхпроводника и диэлектрические резонаторы с модами шепчущей галереи.

    Оптика

    В оптическом диапазоне самым распространенным типом резонатора является резонатор Фабри-Перо, образованный парой зеркал, между которыми в резонансе устанавливается стоячая волна. Применяются также кольцевые резонаторы с бегущей волной и оптические микрорезонаторы с модами шепчущей галереи.

    Акустика

    Резонанс — один из важнейших физических процессов, используемых при проектировании звуковых устройств, большинство из которых содержат резонаторы, например, струны и корпус скрипки, трубка у флейты, корпус у барабанов.

    Для акустических систем и громкоговорителей резонанс отдельных элементов (корпуса, диффузора) является нежелательным явлением, так как ухудшает равномерность амплитудно-частотной характеристики устройства и верность звуковоспроизведения. Исключением являются акустические системы с фазоинвертором, в которых намеренно создаётся резонанс для улучшения воспроизведения низких частот.

    Астрофизика

    Орбитальный резонанс в небесной механике — это ситуация, при которой два (или более) небесных тела имеют периоды обращения, которые относятся как небольшие натуральные числа. В результате эти небесные тела оказывают регулярное гравитационное влияние друг на друга, которое может стабилизировать их орбиты.

    Добавить комментарий