Автоколебания

Вынужденные колебания возникают под воздействием внешней силы.  В результате колебания в них будут незатухающими.

Автоколебательные системы

Существуют колебательные системы, в которых вынужденные колебания возникают не за счет воздействия внешней силы, а в результате того, что такие системы способны регулировать поступление энергии от постоянного источника. В таких системах частота и амплитуда длительное время могут оставаться постоянными. Такие системы назвали автоколебательными (механические часы с гирями и маятником). Незатухающие колебания в таких системах названы автоколебаниями.

Автоколебания могут иметь разную природу: тепловую, механическую, химическую, электромагнитную.

В окружающей нас жизни и технике очень широко распространены примеры автоколебательных систем. Примеры автоколебаний в природе и технике:

  1. Под воздействием ветра начинает колебаться трава и листья деревьев, полотнище флага.foto_14
  2. Возникновение звуков и голосов зверей, птиц, людей происходит в результате колебания голосовых связок из-за проходящего потока воздуха.
  3. Турбулентные потоки на перекатах рек и ручьев.
  4. Звучание струн смычковых и духовых музыкальных инструментов.

Можно выделить следующие элементы автоколебательной системы:

  • Колебательная система.
  • Постоянный источник энергии.
  • Устройство обратной связи между источником и колебательной системой, регулирующее поступление энергии.

Самой древней автоколебательной системой могут служить механические маятниковые часы. Конструкция их была предложена Галилео Галилеем. Колебательная система в них – это маятник настенных часов или балансир, источник энергии – деформированная пружина или поднятая вверх гиря. Устройством обратной связи служит анкер. Анкер позволяет ходовому колесу повернуться за один полупериод на один зубец. Зубец ходового колеса передает некоторую порцию энергии маятнику, в результате полученной энергии компенсируются потери энергии на трение. Незатухающие колебания поддерживаются за счет потенциальной энергии гири, которая постепенно опускается.

foto_15foto_16

Иногда автоколебания в системах могут быть нежелательными и даже разрушительными из-за неправильного выбора параметров системы.

  1. Возникновение звука в водопроводных трубах, при увеличении напора воды из крана, водопроводный кран начинает «рычать».
  2. Возникновение флаттера в различных частях летательных аппаратов.
  3. Разрушение турбин электростанций.
  4. Разрушение мостов (срывной флаттер).
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий