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强制谐波振荡器的解释
首先，让我们定义谐波谐振器一词，因為(wèi)它与基本力學(xué)有(yǒu)关。一谐振荡器可(kě)以看作是在理(lǐ)想的条件下自然振荡的钟摆。处于理(lǐ)想状态意味着摆锤不会受到任何重力或摩擦力的作用(yòng)。在这种情况下，摆将继续以恒定的幅度无限期地振荡。
在现实生活中，不存在理(lǐ)想的谐波振荡器，因為(wèi)确实存在其他(tā)冲突力。相反，您得到的是阻尼振荡器。就像小(xiǎo)孩在荡秋千一样，阻尼的振荡器会受到摩擦力的作用(yòng)，逐渐减小(xiǎo)了振动。最终，振荡器将停止振动并停留在空闲状态。
强制谐波振荡器是指受到外力作用(yòng)的阻尼振荡器。当外力施加到振荡器上时，它将经历一个瞬态，在此状态下，振荡器将从其固有(yǒu)频率转换到外力的频率。
强制谐波振荡可(kě)由以下方程式表示：
電(diàn)子设计中的强迫谐波振荡器
RLC電(diàn)路是强制谐波振荡器的一个示例。
强迫谐波振荡的发生不仅限于物(wù)理(lǐ)机制，而且还包括物(wù)理(lǐ)现象。在電(diàn)子设计中也观察到相同的原理(lǐ)。RLC電(diàn)路是電(diàn)子产品中强制谐波振荡器的常见示例，由電(diàn)阻，電(diàn)感器和電(diàn)容器组成。当電(diàn)感器或電(diàn)容器已存储能(néng)量时，就会发生谐波振荡。当充電(diàn)的電(diàn)容器放電(diàn)时，電(diàn)流流向電(diàn)感器。这会导致電(diàn)感器积聚磁场，最终使磁场崩溃，从而将電(diàn)流发送回電(diàn)容器。
在電(diàn)感器和電(diàn)容器之间来回流动的電(diàn)流过程是谐波振荡。但是，電(diàn)路中的電(diàn)阻会导致阻尼振荡。為(wèi)了实现持续振荡，RLC電(diàn)路连接到交流信号源，该信号源将其转变為(wèi)强制谐波振荡器。
强迫谐波振荡器和共振
当振荡器被迫以其固有(yǒu)频率振荡时，就会发生谐振。
处于强制振荡状态意味着外力会施加到振荡系统上。它不能(néng)保证系统会以更高的幅度振荡。与在秋千上骑行的例子一样，只有(yǒu)在适当的时候抽腿才能(néng)将秋千推高。
施加力的频率对于确定系统的振荡响应至关重要。在特定频率下，系统将以其峰值幅度振荡。振荡器以最大幅度响应的频率称為(wèi)谐振频率。当所施加的力与振荡器的共振频率匹配时，据说它处于共振状态。
在RLC電(diàn)路中，谐振频率可(kě)以通过以下公式获得。
谐振中的RLC電(diàn)路将导致峰值频率响应。它的阻抗将是纯電(diàn)阻性的，因為(wèi)電(diàn)容性電(diàn)抗和電(diàn)感性電(diàn)抗都将处于相同但相反的幅度。对于串联RLC電(diàn)路，在谐振时阻抗将最小(xiǎo)，而对于并联RLC電(diàn)路则相反。
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