Predmet: Elektrotehnika 2.

1. Luka Božičević

2. Rezonancija je fizikalna pojava koja nastaje kod sustava koji
prisilno titra kada se pri određenoj frekvenciji pobude postiže
maksimalna amplituda titranja. Izraženost rezonancije ovisi o
prigušenju, tj. omjeru energije gubitaka i ukupne energije u
sustavu.
Pojave rezonancije se uočavaju u mnogim područjima
fizike: mehanici, akustici, elektrotehnici, atomskoj i nuklearnoj
fizici.

3. Pojam rezonancije povezan je s porastom intenziteta titraja kada se
učestalost vanjske sile koja uzrokuje titraje podudara s učestalošću
rezonantne frekvencije sustava.
Tijekom tog procesa dolazi najčešće do naizmjenične pretvorbe jednog
oblika energije u drugi, kao na primjer kinetičke u potencijalnu ili
energije električnog polja u energiju magnetskog polja.
Prepoznatljiva je karakteristika
rezonantnih sustava da,
jednom pobuđeni, mogu
samostalno titrati još neko
vrijeme koje ovisi o prigušenju
titrajnog sustava.

4. Primjer u mehanici:
Zamislimo obično njihalo, kuglicu na niti. Ono ima neku svoju vlastitu
frekvenciju, što znači da ako ga jednom zatitraš, ono će dalje titrati
periodički tom svojom vlastitom frekvencijom.
Ako djeluješ na sustav nekom vanjskom, periodičnom silom tj. ako
pravilno odabereš razmake između tvojih udaraca, amplituda njihanja
kuglice će se početi povećavati tj. frekvencija vanjske sile je ista kao i
vlastita frekvencija sustava, pa kažemo da je vanjska sila u rezonanciji
sa sustavom.
Ako odabereš neku drugu frekvenciju udaranja u kuglicu, amplituda
njihanja se neće povećavati, možda će se čak i smanjivati.

5. Ostali mehanički rezonantni sustavi:
Brojni su primjeri mehaničkih sustava koji ispoljavaju rezonantna
svojstva, kao što su na primjer glazbene viljuške, različite šipke,
odgovarajuće učvršćena užad i drugi.
Razmatranje rezonantnih svojstava kod takvih fizikalnih sustava je,
međutim, znatno složenije jer ovisi ne samo o veličini, masi i
elastičnosti, već i o raspodjeli mase te vrlo često i o pojavi stojnih
valova kao oblika titranja.

6. Premda postoje brojne vrste fizikalno različitih vrsta titranja, posebno
je zanimljiva pojava rezonancije u električnim titrajnim krugovima.
Najjednostavniji titrajni električni sustav sastoji se od električne
zavojnice i električnog kondezatora s odgovarajućim
nazivnim električnim induktivitetom, odnosno električnim
kapacitetom.
Pobuđeni impulsom iz odgovarajućeg električnog izvora, titrajni krug
će zatitrati na način da će energija određenom učestalošću naizmjence
prelaziti sa zavojnice na kondenzator i natrag na zavojnicu

7. Električni rezonantni sustav može biti predočen, na primjer, serijskim
titrajnim krugom sastavljenim od idealnog induktiviteta L i idealnog
kapaciteta C, gdje titrajni krug ne sadrži radne otpore koji bi uzrokovali
gubitke energije. Pobudimo li takav titrajni krug na titranje, strujnim
krugom će poteći struja kao odziv titrajnog kruga na pobudu. Ukoliko
je u titrajnom krugu prisutan i otpor, titrajni krug će zatitrati na
nešto nižoj frekvenciji.
Električni rezonantni sustavi imaju svojstvo da im u frekvencijskom
području rezonancije električna impedancija poprima ekstremne
vrijednosti što ima i odgovarajući utjecaj na veličinu električne struje u
strujnom krugu kao odziva na vanjsku pobudu.
Električna impedancija serijskog titrajnog kruga bi u idealnim uvjetima
na rezonantnoj frekvenciji postala jednaka nuli, a električna
impedancija paralelnog titrajnog kruga u istim uvjetima beskonačno
velika

8. Akustički rezonantni sustavi:
Akustički rezonantni sustavi su tvorevine unutar kojih titra zrak.
To titranje se, u osnovi, može pojaviti u dva oblika. Prvi oblik se
pojavljuje, na primjer, u zvučničkoj bas-refleksnoj kutiji gdje masa
zraka u otvoru bas-refleksa stupa u rezonanciju s elastičnošću
zraka zatvorenog u samoj zvučničkoj kutiji. Drugi oblik takvog
titranja javlja se u obliku strujnog vala stupca zraka zatvorenog u
dugoljast prostor s otvorom na vrhu i osnova je konstrukcije
brojnih glazbenih instrumenata.

9. Teorija koja stoji iza tog fenomena predviđa da u rezonanciji
amplituda titraja raste linearno s vremenom. U realnim sustavima
(npr. automobil, most preko rijeke, visoki zvuk) to može dovesti
do ozbiljnih oštećenja/raspadanja. Zato konstuktori moraju dobro
poznavati svojstva sustava i sve njegove vlastite frekvencije.

10. Nadam se da ste iz ove prezentacije
ponešto i naučili.
Rezonancija 2 tijela