谐波频率

介绍

术语“谐波”与波形的基本频率有关。在了解谐波之前,我们应该是众福的一些波形的概念。让我们讨论主题自然频率和强制频率。

自然频率

当体内在没有任何施加的外部力时自由振动时,振动被称为“自然振动”。发生自然振动的频率被称为“自然频率”。

强制频率

当通过施加外部周期性力而振荡时,振动被称为“强制振动”。强制振动的频率称为“强制频率”。

渐进的波浪

当波在媒体中连续向前移动时不被路径中的任何点反射,它被称为“渐进波”。

站立的波浪

当相同频率和幅度的两个渐进波穿过相反方向的介质时,它们是超级施加的。超级施加的波被称为“常设波”。在常驻波浪中,我们发现节点和抗氨基。

常设波模式

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基波频率

它被定义为周期性波形的最低频率。它通常表示为'f'。换句话说,振动物体的最低谐振频率被称为“基频”。

基波频率

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什么是谐波?

谐波是频率,其是基频的整数倍数。对物体的强制共振振动产生产生驻波。在固有频率,它形成了常设波纹。这些模式在特定频率下创建,它们称为“谐波频率”或“谐波”。

在谐波频率下由波形产生的声音非常清晰,并且在其他频率下,我们得到噪音,并且听不到透明波浪声。

谐波可能以任何形状波形形成,但主要发生在正弦波中。通过加入谐波频率来构造非正弦波形状,如三角形和锯齿波形式。“谐波”一词通常用于描述由正弦波称为“噪声”的不同不可取的频率引起的扭曲。

在每个谐波中,我们都找到了两个位置,它们是节点和反节点。

节点

节点是似乎沿着媒体仍然站立的点。他们没有流离失所。所以它们被称为也称为节点的点。

antinode.

存在两点之间发生最大位移的颗粒。这两点是节点。这里有一个节点是正的,其他节点是否定的。节点和抗氨基曲面如下图所示。

节点和反节点表示

节点和抗体以波形出现。所以波浪在它们中具有谐波频率。基频是谐波中最小的频率。因此,它们之间只有一个反节点发生。此antinode是两个节点的中间。因此,我们可以说吉他字符串产生最长波长和最低频率。

任何仪器产生的最低频率都称为基频。这也称为波浪的“第一次谐波”。用基本频率的话语,可以说谐波是基频的整数倍数。

例如:F,2F,3F,4F等......是谐波。

由于多个基本频率的整数,我们将有n个谐波,如1次谐波,第二次谐波,第3次谐波等......

第一次谐波

正如我们之前讨论的那样,基本频率也称为第一次谐波。在第一次谐波中,我们有两个节点和一个反对数。

第一次谐波

二次谐波

第二次谐波由3个节点和两个抗氨基序组成。如果我们在第一次谐波的两个节点之间设置节点,我们可以具有第二个谐波。在第一次谐波中,第二节点将在两个节点之间,首先和最后一个节点。

二次谐波

三个谐波

对于第三次谐波,如果节点保持在拼写的两端,所得到的波形图案由四个节点和3个抗体组成。这意味着第三次谐波的波形具有完整的正弦波循环和一个半周期。该图如下所示。

三个谐波

通过观察上述讨论,我们可以说,抗蚀点的数量等于特定谐波的整数倍数。即,对于第一次谐波,我们有1个抗脉络,对于第二次谐波,我们有2个抗天生素等。
可以使用公式计算谐波频率

速度=频率x波长

v = n xλ.

NTH.harmonic = n x基频

如果我们知道波形的速度和波长,我们可以计算谐波频率。波浪中有两种类型的谐波,它们甚至是谐波和奇怪的谐波。例如,具有双面开口的圆柱体将在偶数和奇次谐波中振动,但是一个封闭侧的圆柱体将仅在奇数谐波上振动。

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谐波特征

我们听到的大多数振荡是由谐波引起的。例如,音乐听起来像吉他,小提琴甚至人类的声音。谐波也称为谐波部分。谐波的特点取决于仪器或波形的振荡。

因此,通常振荡是制作谐波的原因。振荡器只是移动或振动仪器。部分谐波将产生比完整谐波的频率不同。但是,精确的谐波频率将由长长和薄的有线仪器产生。

他们只生产一个谐波。在基本频率的多个整数处发生的频率称为谐波频率。

人类的耳朵并不清楚地听所有谐波。除了谐波频率之外的频率被称为Inharmonic频率。在这方面,许多谐波组合以形成声音。人类耳朵听起来可听到。

前任:首先是,我们的学校钟声和教堂贝尔,我们经常看到。其次,古董唱歌碗是仅在谐波频率下振动的其他示例。谐波的另一个重要特征是,所有谐波都是周期性的,根本频率,然后谐波的总和也在基本频率下定期。

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谐波和overtones.

高于基频的频率称为“泛音”。通常存在于乐器中的溢出。过度的音调取决于乐器的基调。随着音调与其他乐器不同,对音调的发生也会有所不同。在混合/结合overtones时,我们可以获得仪器的基本基调。

不同乐器中的谐波和overtones

观察由不同仪器,小提琴和钢琴产生的上述声音输出。它们具有相同的频率,所以它们具有相同的备注,他们的overones是不同的,最终他们的声音也不同。这意味着仪器的泛音可以影响其声音输出。小提琴的锯齿状波形表示锐利的声音,而钢琴会产生更靠近正弦波的更纯度的声音。

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长度波长关系

为了获得长度和波长关系,我们将再次看到所有的谐波。即,第一,第二,第三次谐波。我们都知道正弦波的波长是'lambda'。谐波也代表正弦波。让我们计算

长度与波长关系

从第一次谐波

因此,在首先谐波中,串的两端是固定的,它们被称为节点。当有振动时,电线上下向上移动,创建抗灰液。所以这个数字就像一个半正弦。所以波长的一半

L = 1/2波长

来自二次谐波

在二次谐波中,有两个抗天询,所以有两个环。从第一次谐波我们已经计算出一个环等于一个半波长。在这里有两个循环完全有一个波长。

二次谐波

来自三个谐波

在三次谐波运动中,有三个循环,每个循环由一个半波长组成。所以所有三个循环和3/2的Lambda

三次谐波运动

从所有这些谐波中,我们可以说,对于第1次谐波我们有一个抗静脉,对于第二次谐波2抗腹炎,对于第三次谐波3抗腹。所以对于nth谐波有n antinode。

因此,通过派生我们得到的长度和波长关系的公式

L =波长的N / 2

此外,我们可以编写这些公式,如下所示

第1次谐波:L = 1/2-Lambda

对于第二次谐波:2L = 2/2-Lambda

第3次谐波:3L = 3/2-Lambda

如此对于nth谐波:nl = n / 2-lambda,其中'n'是一个整数。

谐波中的长度和波长关系以及下面的表格格式还给出了数学关系

l = n / 2(lambda)

数学关系

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谐波的弊端

  • 谐波会影响电力系统的性能。谐波的缺点如下。
  • 谐波将降低分配网络中电源的质量。它可能导致几种负面影响。
  • 咳嗽可能导致增加有效的RMS电流,这导致分配系统的功率损失。
  • 第三次谐波的累积增加将导致中性导体中的过载。
  • 谐波将导致电信号的噪声水平增加。
  • 谐波可以干扰电源电压,从而使它们是对敏感载荷的错误操作。
  • Harmonicas导致通信线路和电话线中的干扰。
  • 它们影响供应电感和功率因数电容器的电容电平之间的共振。

简而言之,谐波将导致电力系统和远程通信系统中的以下错误。

  • 设备加热
  • 设备故障
  • 设备故障
  • 通信干扰
  • 保险丝和断路器误操作
  • 过程问题
  • 导体加热。

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谐波示例

我们已经知道我们在日常生活中遇到了许多谐波频率,在这里我们看到了一些谐波的例子

例子

许多振荡器,如采摘的吉他弦会在许多频率上振荡,但它们不是谐波,它们通常被称为部分谐波。因此,当我们服用长而薄的振荡器时,频率会发生谐波范围。要了解谐波发生的确切位置,主要是我们应该计算波形的基本频率。

采摘吉他字符串的谐波

让我们拿一个产生谐波频率的吉他字符串。然后保持弦末端连接并将其固定在吉他结构中。所以目的无法移动。所以我们已经知道谐波是通过驻波产生的。对于他们来说,有一个节点和antinode。

在这里,我们有两端是节点,因此存在有antinode的节点。所以本身就有谐波频率。因此,基本频率是最小的频率,因此它们之间存在一个抗灰质。此antinode是两个节点的中间。因此,我们可以说吉他字符串产生最长波长和最低频率。

任何仪器产生的最低频率都称为基频。这也称为首先谐波。

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