Diferença entre oscilações amortecidas e não amortecidas

Todo objeto, toda partícula e todo sistema oscila em sua própria frequência natural ou conjunto de frequências. A frequência natural de um objeto é a frequência na qual o objeto tende a vibrar ou oscilar sem nenhuma força externa aplicada. Todos esses objetos e partículas requerem uma fonte de energia em uma frequência específica que varia de alguns Hz a vários MHz. Esse requisito pode ser atendido por um dispositivo eletrônico chamado oscilador. É um circuito eletrônico usado 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. Simplesmente produz oscilações periódicas na forma de energia elétrica ou mecânica.

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

O que são oscilações amortecidas?

As oscilações eletrônicas cuja amplitude continua diminuindo com o tempo devido às perdas inerentes ao sistema elétrico no qual as oscilações são geradas são denominadas 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 como calor ou sob outras formas. Como a energia é proporcional ao quadrado da amplitude, a amplitude diminui gradualmente até o oscilador retornar ao equilíbrio. Os circuitos do oscilador produzem as oscilações amortecidas. No entanto, a frequência da 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. Esse tipo de oscilação é chamado de oscilação não amortecida. Então, de forma simples, as oscilações cuja amplitude permanece constante com o tempo são chamadas oscilações não amortecidas. Os sistemas que podem gerar tais oscilações são chamados de sistemas oscilantes auto-excitados e são mantidos por uma fonte de energia externa em um sistema dissipativo não linear. Se o oscilador produz oscilações não amortecidas, não há perdas de energia ou provisões 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 continua diminuindo com o tempo devido às perdas inerentes ao sistema elétrico no qual as oscilações são geradas são denominadas 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 alterações nas condições iniciais. Esse tipo de oscilação é chamado de oscilação não amortecida.

Perda de energia em oscilações amortecidas versus não amortecidas

Nas oscilações amortecidas, a amplitude da onda gerada diminui gradualmente com o tempo, porque a perda de energia não é compensada. Esse tipo de oscilação não continua por mais tempo e, finalmente, cessa. Onde há perda de energia, o movimento fica amortecido. Pelo contrário, se o circuito do oscilador produzir oscilações não amortecidas, não haverá perda de energia ou provisão para compensar as perdas de energia. Eles têm oscilações de amplitude constantes, o que significa que a amplitude não cai com o tempo, portanto, não há perda de energia.

Causa

O amortecimento é uma diminuição progressiva da amplitude das oscilações em um sistema oscilatório, causada pela dissipação da energia armazenada. O amortecimento resulta do atrito do fluido que se move dentro da tubulação, o que tende a extinguir quaisquer oscilações e diminuir a resposta de frequência do sistema transdutor. Normalmente, todos os tipos de vibração são mais ou menos amortecidos, portanto, é necessário compensar as perdas de energia fornecendo energia adicional de uma agência externa para tornar as oscilações não atenuadas. Qualquer energia fornecida de fora deve estar em fase com as oscilações configuradas.

Oscilações amortecidas x não amortecidas: gráfico de comparação

Resumo das oscilações amortecidas versus não amortecidas

Em poucas palavras, a principal diferença entre oscilações amortecidas e não amortecidas é que nas oscilações amortecidas, a amplitude da onda gerada diminui gradualmente ao longo do tempo, enquanto 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 produzir oscilações não amortecidas, não haverá perda de energia ou provisão para compensar as perdas de energia. O amortecimento é uma diminuição progressiva da amplitude das oscilações em um sistema oscilatório, causada pela dissipação da energia armazenada. Geralmente todos os tipos de vibração são mais ou menos amortecidos, portanto, é necessário compensar as perdas de energia fornecendo energia adicional de uma agência externa para tornar as oscilações menores..