Автоколебания і автоколивальні системи
Вимушені коливання виникають під впливом зовнішньої сили. В результаті коливання в них будуть незатухающими.
автоколивальні системи
Існують коливальні системи, в яких вимушені коливання виникають не за рахунок впливу зовнішньої сили, а в результаті того, що такі системи здатні регулювати надходження енергії від постійного джерела. У таких системах частота і амплітуда тривалий час можуть залишатися постійними. Такі системи назвали автоколивальними (механічний годинник з гирями і маятником). Незгасаючі коливання в таких системах названі автоколиваннями.
Автоколебания можуть мати різну природу: теплову, механічну, хімічну, електромагнітну.
У навколишньому нас життя і техніці дуже широко поширені приклади автоколивальних систем. Приклади автоколебаний в природі і техніці:
- Під впливом вітру починає коливатися трава і листя дерев, полотнище прапора.
- Виникнення звуків і голосів звірів, птахів, людей відбувається в результаті коливання голосових зв'язок через що проходить потоку повітря.
- Турбулентні потоки на перекатах річок і струмків.
- Звучання струн смичкових і духових музичних інструментів.
Можна виділити наступні елементи автоколебательной системи:
- Коливальна система.
- Постійне джерело енергії.
- Пристрій зворотного зв'язку між джерелом і коливальної системою, що регулює надходження енергії.
Найдавнішою автоколебательной системою можуть служити механічні маятниковий годинник. Конструкція їх була запропонована Галілео Галілеєм. Коливальна система в них - це маятник настінного годинника або балансир, джерело енергії - деформована пружина або піднята вгору гиря. Пристроєм зворотного зв'язку служить анкер. Анкер дозволяє ходовому колесу повернутися за один напівперіод на один зубець. Зубець ходового колеса передає деяку порцію енергії маятника, в результаті отриманої енергії компенсуються втрати енергії на тертя. Незгасаючі коливання підтримуються за рахунок потенційної енергії гирі, яка поступово опускається.
Іноді автоколебания в системах можуть бути небажаними і навіть руйнівними через неправильне вибору параметрів системи.
- Виникнення звуку в водопровідних трубах, при збільшенні напору води з крана, водопровідний кран починає "гарчати".
- Виникнення флатера в різних частинах літальних апаратів.
- Руйнування турбін електростанцій.
- Руйнування мостів (сривной флатер).