Mexanika kursidan ma’lumki har qanday tebranuvchi
sistemalar uchun
rezonans hodisasi o‘rinlidir. Biror sistemaga tasir etuvchi kuchning chastotasi shu
sistemaning xususiy tebranish chastotasiga mos kelganda sistemada rezonanas
yuz beradi va sistemadagi tebranishning amplitudasi keskin ortib ketadi. Bunday
hodisalarni biz hayotda ko‘p uchratamiz, masalan avtomobilning tebranishi
yo‘lning ma’lum notekisliklarida keskin ortib ketadi, yoki tarixiy ma’lumotlarda
keltirilishicha, askarlar ko‘prikdan saf qadami bilan o‘tib borayotganda ko‘prik
buzilib ketgan (ko‘prikning xususiy tebranish chastotasi bilan undan o‘tib
borayotgan askarlar qadamlari chastotasi teng kelib qolib ko‘prik tebranishi
amplitusi keskin ortib ketgan).
Quyidagi oddiy tajribaga e’tibor bering.
Rasmda turli uzunlikdagi matematik
mayatnikar
ko‘rsatilgan.
1-sharni
tebrantirib yuboramiz. Biroz vaqt o‘tgach
tebranishlar barcha sharlarga uzatiladi.
Rezonans shartiga ko‘ra 6-shar
eng katta
amplitudada (1-sharga o‘xshab) tebranishi
kerak. Haqiqatan ham, 2 va 3-sharlar
deyarli tebranmaydi, 4 va 5-sharlarning
tebranishi sezilarli darajada, 6-shar esa 1-
shardek tebranadi, chunki 6- va 1-sharlar
osilgan ip uzunliklari, demak mayatnik
xususiy tebranish chastotalari teng
=
g
.
Rezonans
l
tizimlar, ayniqsa qurilish konstruksiyalari uchun juda muhim. Har qanday
sistema, ayniqsa baland binolar va ko‘priklar o‘zining xususiy tebranish
chastotasiga ega, agar ularga xuddi shu chastotali kuch ta’sir qilsa binoning
tebranishi keskin ortib ketadi. Shuning uchun bunday
inshootlarda rezonansga
qarshi maxsus sitstemalar qo‘llaniladi.
Elektr zanjirlarida esa rezonans tebranish konturlarida yuz beradi. Tebranish
konturi esa L-induktiv g‘altak va
S- kondensatordan iborat bo‘lib ular o‘zaro ketma-ket yoki
paralel ulanishi mumkin. Shunga qarab tebranish konturlari
ham paralel va ketma-ket konturlarga bo‘linadi.
Pa
X
L
= X
S
shart bajarilganda paralel
konturda toklar rezonansi,
ketma-ket
konturda
kuchlanishlar
rezonansi
yuzaga keladi. Konturning xususiy
chastotasi
L va
S
orqali
quyidagicha aniqlanadi
=
1
=
2
c
konturdagi tebranish davri esa
ketma-ket
LC
T =2
Tomson formulasi deb ataladi. O‘zgaruvchan tok zanjirining to‘la
qarshiligi
LC
bu
kontur
formulasida X
L
=
X
S
shart bajarilganda to‘la qarshilik faqat aktiv qarshilikdan iborat bo‘lib
Z =
R va
Cos
=
R
=1,
= 0 bo‘ladi.
Z
Demak rezonansda zanjirning reaktiv elementlari yo‘qoladi, zanjir go‘yoki
faqat aktiv qarshilikdan iborat bo‘lib qoladi. Zanjirda tok kuchi va
kuchlanishlarning fazalari bir xil bo‘ladi.
Endi konturda nima tebranadi degan savolga javob beramiz.
Kontur kondensator va g‘altakdan iborat. Kondensatorda elektr toki
elektrostatik maydonga aylanadi, bu maydonning energiyasi
W
=
q
2
=
CU
2
2
C
2
magnit maydonning energiyasi esa
=
Li
2
W
M
2
Tebranish konturidagi to‘la energi esa kondensatordagi va g‘altakdagi
energiyalarning yig‘indisiga teng
W
=
L
i
2
+
q
2
2
2
C
Bu to‘liq mexanik energiyaga o‘xshash. Sistemaning to‘liq mexanik
energiyasi ham uning kinetik va potensial energiyalari yig‘indisiga teng.
14-rasm. Mexanik va elektr energiyalari.
Demak tebranish konturida elektr toki elektrostatik
maydon va magnit
maydon ko‘rinishlarida bir-biriga aylanib turadi. Xuddi shu aylanish jarayoni
konturdagi tebranish deb aytiladi.
Masalan, quyida keltirilgan elektr zanjirida kondensator R qarshilik orqali
razryadlanib elektrostatik maydoni energiyasi g‘altakda magnit maydonga
aylanadi, bu maydonning o‘zgarishi yana R qarshilikda tok hosil qiladi, bu tokdan
kondensator yana zaryadlanadi, lekin zaryad miqdori endi kamroq bo‘ladi, chunki
R qarshilikda energiya isrofi mavjud.
Ushbu zanjirdagi
Tomson formulasiga ko‘ra
davri T =0,8 ms
bo‘lgan so‘nuvchi tebranishlar yuzaga keladi.
Kodensatordagi zaryadning tebranishi rasmda keltirilgan.
Elektr zanjirlaridagi rezonans hodisasi radiotexnikada juda keng
qo‘llaniladi. Aynan rezonans hodisasi tufayli aloqa, radio, televidenie kanallarida
kerakli signal boshqa millionlab shunday signallar ichidan tanlab ajratib olinadi.
Agar rezonans hodisasi bo‘lmaganda edm Yer yuzida
faqat bittagina aloqa, radio
yoki telekanal mavjud bo‘lar edi xolos.
Rezonans
yordamida radiokanallarni ajratib olish quyidagi rasmda
keltirilgan.