Diferença entre oscilações amortecidas e não amortecidas

Cada objeto, cada partícula e cada sistema oscila em sua própria natureza frequência ou conjunto de frequências. A frequência natural de um objeto é a frequência na qual o objeto tende a vibrar ou oscilar sem qualquer força externa aplicada. Todos esses objetos e partículas requerem uma fonte de energia em uma frequência específica variando de alguns Hz a vários MHz. Esse requisito pode ser atendido por um dispositivo eletrônico chamado oscilador. É um circuito eletrônico usava para gerar um sinal e é comumente encontrado em computadores, receptores e transmissores sem fio, sistemas de instrumentação e todos os tipos de sistemas eletrônicos. Ele simplesmente produz periódico oscilações na forma de energia elétrica ou mecânica.



Um oscilador pode produzir formas de onda sinusoidais ou não sinusoidais. Basicamente, os osciladores são categorizados em dois tipos principais - osciladores sinusoidais e não sinusoidais. Neste artigo, vamos nos concentrar apenas nos osciladores sinusoidais. Um oscilador que produz uma saída de onda senoidal é um oscilador senoidal. Eles são classificados de acordo com seus componentes determinantes de frequência. As oscilações geradas por osciladores sinusoidais podem ser categorizadas como amortecido e oscilações não amortecidas. O atrito em um oscilante sistema é referido como amortecimento. Vamos dar uma olhada nos dois tipos de vibrações e apontar os pontos-chave comparando os dois.



O que são oscilações amortecidas?

As oscilações eletrônicas cujo amplitude continua diminuindo com o tempo devido às perdas inerentes ao sistema elétrico no qual as oscilações são geradas são chamadas de oscilações amortecidas. Refere-se a uma oscilação que desaparece com o tempo. Um oscilador está sempre sujeito a forças, que dissipam uma parte da energia do oscilador na forma de calor ou de outras formas. Como a energia é proporcional ao quadrado da amplitude, a amplitude diminui gradativamente até que o oscilador volte ao equilíbrio. Os circuitos do oscilador, então, produzem as oscilações amortecidas. No entanto, a frequência de oscilação permanece inalterada porque depende dos parâmetros do circuito. O melhor exemplo de oscilação amortecida é um pêndulo oscilante, no qual a vibração diminui e para com o tempo.



O que são oscilações não amortecidas?

Se as perdas incorridas no sistema elétrico pudessem ser compensadas, a amplitude da oscilação permaneceria constante e, como tal, a oscilação continuaria indefinidamente contra distúrbios externos e mudanças nas condições iniciais. Este tipo de oscilação é denominado oscilação não amortecida. Então, simplesmente, as oscilações cuja amplitude permanece constante com o tempo são chamadas de oscilações não amortecidas. Os sistemas que podem gerar tais oscilações são chamados de sistemas oscilantes autoexcitados e são mantidos por uma fonte de energia externa em um sistema dissipativo não linear. Se o oscilador produzir oscilações não amortecidas, não haverá perdas de energia ou disposições para compensar as perdas de energia.

Diferença entre oscilações amortecidas e não amortecidas

Significado de oscilações amortecidas e não amortecidas

As oscilações geradas por osciladores sinusoidais podem ser categorizadas como oscilações amortecidas e não amortecidas. As oscilações eletrônicas cuja amplitude vai diminuindo com o tempo devido às perdas inerentes ao sistema elétrico no qual as oscilações são geradas são chamadas de oscilações amortecidas. No entanto, se as perdas incorridas no sistema elétrico pudessem ser compensadas, a amplitude da oscilação permaneceria constante e, como tal, a oscilação continuaria indefinidamente contra distúrbios externos e mudanças nas condições iniciais. Este tipo de oscilação é denominado oscilação não amortecida.

Perda de energia em oscilações amortecidas vs. não amortecidas



Em oscilações amortecidas, a amplitude da onda gerada diminui gradualmente com o tempo porque a perda de potência não é compensada. Esse tipo de oscilação não dura mais e, finalmente, cessa. Onde há perda de energia, o movimento fica amortecido. Pelo contrário, se o circuito do oscilador produz oscilações não amortecidas, então não há perdas de energia ou provisão para compensar as perdas de energia. Eles têm oscilações de amplitude constante, o que significa que a amplitude não cai com o tempo, então não há perda de energia.

Causa

O amortecimento é a diminuição progressiva da amplitude das oscilações em um sistema oscilatório, causada pela dissipação da energia armazenada. O amortecimento resulta da fricção do fluido em movimento dentro da tubulação, que tende a extinguir quaisquer oscilações e diminuir a resposta de frequência do sistema transdutor. Normalmente todos os tipos de vibrações são mais ou menos amortecidos, então é necessário compensar as perdas de energia fornecendo energia adicional de um agente externo para fazer as oscilações não amortecidas. Qualquer energia fornecida de fora deve estar em fase com as oscilações configuradas.

Oscilações amortecidas vs. não amortecidas: gráfico de comparação

Resumo das oscilações amortecidas vs. não amortecidas



Em suma, a principal diferença entre amortecido e oscilações não amortecidas é que em oscilações amortecidas, a amplitude da onda gerada diminui gradualmente ao longo do tempo, ao passo que a amplitude da onda gerada não muda com o tempo, no caso de oscilações não amortecidas. Onde há perda de energia, o movimento fica amortecido. Pelo contrário, se o circuito do oscilador produz oscilações não amortecidas, então não há perdas de energia ou provisão para compensar as perdas de energia. O amortecimento é a diminuição progressiva da amplitude das oscilações em um sistema oscilatório, causada pela dissipação da energia armazenada. Geralmente todos os tipos de vibrações são mais ou menos amortecidos, por isso é necessário compensar as perdas de energia fornecendo energia adicional de um agente externo para fazer as oscilações não amortecidas.

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