Hiện tượng cộng hưởng là một phần không thể thiếu của Vật lý 12, xuất hiện khá nhiều trong các bài kiểm tra, thi tốt nghiệp THPT. Vậy, hiện tượng cộng hưởng là gì? Xảy ra khi nào? Ứng dụng ra sao? Cùng tìm hiểu các nội dung thông tin có trong bài viết dưới đây.

nội dung

Hiện tượng cộng hưởng là gì?

Cộng hưởng là hiện tượng kỳ lạ biên độ giao động cưỡng bức tăng bất ngờ đột ngột đến một giá trị cực lớn khi tần số f của lực cưỡng bức bằng tần số riêng f0 của hệ giao động. Cộng hưởng hoàn toàn có thể xảy ra trong nhiều loại giao động như giao động điện từ, xê dịch cơ học. Khi có sự cộng hưởng thì biên độ xê dịch đạt giá trị cực lớn .
hien-tuong-cong-huong-5489169
=> Hiện tượng cộng hưởng xảy ra khi f = f0 hay nói cách khác, điều kiện kèm theo của sự cộng hưởng đó là f = f0 .

Hiện tượng cộng hưởng xảy ra khi nào?

Hiện tượng cộng hưởng xảy ra khi một hệ thống có thể lưu trữ và truyền năng lượng giữa các chế độ lưu trữ khác nhau. Ví dụ như động năng hoặc thế năng mà bạn thường thấy với một con lắc đơn giản. Đa số, các hệ thống có một tần số cộng hưởng và nhiều tần số hài có biên độ thấp dẫn khi chúng di chuyển ra khỏi trung tâm.

Để tạo ra hiện tượng kỳ lạ cộng hưởng thì ta phải :

  • Giữ nguyên R, L, C và đổi khác tần số của nguồn bức
  • Giữ nguyên tần số và nguồn cưỡng bức đổi khác tần số giao động riêng của mạch bằng cách biến hóa L hoặc C. Thông thường, người ta sẽ biến hóa L của cuộn cảm rất khó thực thi nên rất ít người sử dụng chiêu thức biến hóa L .

Mạch cộng hưởng là khi cường độ dòng điện chạy trong mạch đạt đến giá trị cực lớn khi đó :
Trong đó :

  • U : Là hiệu điện thế hiệu dụng được đặt vào 2 đầu mạch
  • : Là tổng trở đặt giá trị cực tiểu của mạch .

Các hiện tượng cộng hưởng phổ biến hiện nay

Hiện tượng cộng hưởng cơ học

Cộng hưởng cơ học được hiểu là xu thế của một mạng lưới hệ thống cơ học, cung ứng biên độ lớn hơn khi tần số giao động cơ học tương thích với tần số giao động tự nhiên của mạng lưới hệ thống so với những tần số khác .
hien-tuong-cong-huong-co-hoc-1152573
Tần số cộng hưởng của lò xo sẽ được tính theo công thức : NSO = 12XKNS
Trong đó :

Hiện tượng cộng hưởng âm thanh

Hiện tượng cộng hưởng âm thành là khi mạng lưới hệ thống âm thanh khuếch đại sóng âm có tần số trùng với một trong số những tần số xê dịch tự nhiên của mạng lưới hệ thống âm thanh .
Cộng hưởng âm thanh là một phần rất quan trọng so với những người sản xuất nhạc cụ. Bởi, những nhạc cụ âm thanh như chiều dài của ống trong ống sáo, dây và thân của đàn violin và hình dạng của màng trống đều sử dụng tới bộ cộng hưởng. Cộng hưởng âm thanh cũng giữ vai trò quan trọng so với thính giác của con người .

Hiện tượng cộng hưởng điện

Trong một đoạn mạch, khi cảm kháng bằng nhau thì xảy ra hiện tượng kỳ lạ cộng hưởng điện. Tần số cộng hưởng trong mạch LC được cho bởi công thức : = 1LC
Phương pháp giải những bài tập về hiện tượng kỳ lạ cộng hưởng điện :

  • Điều kiện : Zn = Zc ⇔ L = 1C ⇔ LC2 = 1
  • Cường độ dòng điện trong mạch cực lớn khi Imax = UZmin = UR = URR
  • Điện áp hiệu dụng : UL = UC => UR = U ; P = Pmax = U2R
  • Điện áp và cường độ dòng điện phải cùng pha ( nghĩa là φ = 0 )
  • Hệ số hiệu suất cực lớn sẽ là : cosφ = 1

Ứng dụng của hiện tượng cộng hưởng trong đời sống

ung-dung-cua-hien-tuong-cong-huong-2198895
Hiện tượng cộng hưởng được ứng dụng nhiều trong đời sống, phải kể đến như :

  • Những người lính khi hành quân trên cây cầu có nhịp dài luôn được khuyên là nên bẻ bước. Sự chuyển dời nhẹ nhàng giúp họ tạo ra những giao động có biên độ lớn nguy hại trong cấu trúc cầu .
  • Khi làm nóng và nấu chín thức ăn bằng lò vi sóng, sóng tạo ra trong loại lò này có bước sóng 12 cm, tần số 3450 MHz. Ở mức tần số này, các sóng sẽ được hấp thụ để cộng hưởng các phân tử chất béo trong thức ăn rồi làm nóng và nấu chín.

  • Cú xoay là dẫn chứng rõ nét nhất về hiện tượng kỳ lạ cộng hưởng cơ học. Nó tựa như như việc một con lắc với tần số riêng sẽ phụ thuộc vào vào chiều dài của nó. Nếu như một loạt những lực đẩy này đều đặn được thực thi cho xích đu, hoạt động của nó hoàn toàn có thể được tạo ra rất lớn còn khi không đều thì xích đu sẽ rất khó rung .
  • Quay radio ứng dụng của hiện tượng kỳ lạ cộng hưởng điện mà bạn thuận tiện phát hiện trong đời sống. Khi xoay núm của một đài để kiểm soát và điều chỉnh độ dài, tất cả chúng ta sẽ phải biến hóa tần số riêng mạch điện của máy thu sao cho nó bằng tần số truyền của đài. Khi hai tần số khớp với nhau thì sự hấp thụ nguồn năng lượng là cực lớn và đây cũng chính là trạm duy nhất mà tất cả chúng ta sẽ nghe thấy .

Mong rằng, nội dung thông tin có trong bài viết dưới đây về hiện tượng kỳ lạ cộng hưởng sẽ giúp ích bạn trong việc giải những bài tập ứng dụng. Nếu có bất kể vướng mắc nào cần được giải đáp, quý bạn đọc hãy comment phía dưới, ruaxetudong.org sẽ tương hỗ bạn nhanh gọn .

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *