Hiện tượng cộng hưởng là một trong những nội dung quan trọng, thường gặp trong các dạng đề thi hiện nay. Để giúp các em có thể hiểu hơn về hiện tượng cộng hưởng là gì mời bạn đọc cùng chúng tôi tham khảo ngay bài viết sau đây!
Thế nào là hiện tượng cộng hưởng?
Hiện tượng cộng hưởng là hiện tượng biên độ giao động cưỡng bức tăng một cách đột ngột, bất ngờ cho đến một giá trị cực lớn khi tần số f của lực cưỡng bức bằng với tần số riêng f0 của hệ giao động.
Cộng hưởng hoàn toàn xảy ra được ở trong nhiều loại giao động như: giao động điện từ, giao động cơ học. Khi có sự cộng hưởng, biên độ giao động sẽ đạt được giá trị cực lớn.
Vì thế, hiện tượng cộng hưởng xảy ra với điều kiện khi f = f0, nói cách khác điều kiện kèm theo của sự cộng hưởng chính là f = f0.
Hiện tượng cộng hưởng xảy ra khi nào?
Điều kiện để xảy ra hiện tượng cộng hưởng là khi một hệ thống có khả năng lưu trữ, cũng như truyền năng lượng giữa các chế độ lưu trữ khác nhau.
Hiện tượng cộng hưởng thể hiện càng rõ nét khi ma sát, độ nhớt, lực cản, càng nhỏ, bởi khi đó năng lượng dao động sẽ là lớn nhất.
Để giúp tạo ra được hiện tượng cộng hưởng thì ta sẽ cần phải:
- Giữ nguyên được R, L, C và thực hiện đổi khác tần số của nguồn bức
- Giữ nguyên tần số, cũng như nguồn cưỡng bức biến hóa tần số xê dịch riêng của mạch bằng cách thực hiện đổi khác L hoặc C. Thường thì việc thực hiện biến hóa L của cuộn cảm rất khó thực thi, cho nên rất ít người sử dụng giải pháp này.
Xem thêm: Dao động điều hoà là gì? Bài tập, công thức dao động điều hoà
Tìm hiểu những hiện tượng cộng hưởng phổ biến
Hiện tượng cộng hưởng cơ học
Cộng hưởng cơ học là khuynh hướng của một mạng lưới hệ thống cơ học, được phân phối với biên độ lớn hơn. Khi tần số xê dịch cơ học sẽ được tương thích với tần số giao động tự nhiên của mạng lưới hệ thống so với các tần số khác.
Hiện tượng cộng hưởng cơ học xảy ra khi nào? Hiện tượng cộng hưởng cơ xảy ra khi tần số dao động cưỡng bức bằng với tần số dao động riêng của hệ.
Hiện tượng cộng hưởng điện
Trong một đoạn mạch, khi cảm kháng bằng nhau sẽ làm xảy ra hiện tượng cộng hưởng điện. Tần số cộng hưởng trong mạch LC có công thức như sau: = 1LC
Để thực hiện giải những bài tập về hiện tượng cộng hưởng điện, ta thực hiện như sau:
- Điều kiện để xảy ra: Zn = Zc ⇔ L = 1C ⇔ LC2 = 1
- Cường độ dòng điện trong mạch cực lớn nếu: Imax = UZmin = UR = URR
- Điện áp hiệu dụng là: UL = UC => UR = U ; P = Pmax = U2R
- Điện áp và cường độ dòng điện cần phải được cùng pha (có nghĩa là φ = 0)
- Hệ số hiệu suất cực lớn là: cosφ = 1.
Hiện tượng cộng hưởng âm thanh
Hiện tượng cộng hưởng âm thanh là mạng lưới hệ thống âm thanh được khuếch đại sóng âm với tần số trùng với một trong số tần số giao động tự nhiên của mạng lưới hệ thống âm thanh.
Cộng hưởng âm thanh chính là một trong những phần đặc biệt quan trọng đối với những người sản xuất nhạc cụ. Bởi với các nhạc cụ âm thanh như ống ở trong ống sáo, dây và thân của đàn violin hay hình dạng của màng trống đều dùng bộ cộng hưởng. Cộng hưởng âm thanh giữ một vai trò đặc biệt quan trọng so với thính giác của con người.
Xem thêm: Sóng âm là gì? Đơn vị, công thức, ví dụ về sóng âm
Ứng dụng của hiện tượng cộng hưởng ở trong đời sống
Có thể thấy hiện tượng cộng hưởng được ứng dụng rất nhiều trong đời sống, trong đó phải kể đến như:
- Những người lính khi đi hành quân trên cây cầu có nhịp dài được khuyên nên bẻ bước. Bởi sự chuyển dời nhẹ nhàng giúp họ tạo nên được những dao động có biên độ lớn nguy hại ở trong cấu trúc cầu.
- Khi ta làm nóng và nấu chín thức ăn bằng lò vi sóng, sóng được tạo ra trong loại lò này sẽ có bước sóng 12 cm, tần số 3450 MHz. Với mức tần số này thì các sóng sẽ được hấp thụ để nhằm cộng hưởng các phân tử chất béo ở trong thức ăn, sau đó thực hiện làm nóng và nấu chín.
- Cú xoay được xem là một trong những dẫn chứng rõ nét nhất trong hiện tượng cộng hưởng cơ học. Chúng tương tự như 1 con lắc với tần số riêng sẽ nhờ vào chiều dài của nó. Nếu như 1 loạt lực đẩy này đều đặn được triển khai cho xích đu, hoạt động của chúng sẽ được tạo ra rất lớn, khi không đều thì xích đu sẽ rất khó rung.
- Quay radio đây là ứng dụng của hiện tượng cộng hưởng điện mà chúng ta thường gặp trong đời sống. Khi xoay núm của một đài để kiểm soát, điều chỉnh độ dài, chúng ta sẽ cần biến hóa tần số riêng mạch điện máy thu sao cho chúng bằng với tần số truyền của đài. Hai tần số khớp với nhau sẽ hấp thụ thụ nguồn năng lượng cực lớn, đây là trạm duy nhất mà tất cả chúng ta sẽ nghe thấy.
Hy vọng với những nội dung mà chúng tôi mang tới trên đây đã giúp bạn đọc hiểu được hiện tượng cộng hưởng là gì. Từ đó giúp ích cho các bạn ứng dụng tốt được vào các bài tập liên quan.
