谐波频率

介绍

“谐波”这个术语与波形的基频有关。在学习谐波之前,我们应该先熟悉一亚博彩票下载些波形的概念。我们来讨论一下固有频率和强迫亚博彩票下载频率。

固有频率

当一个物体在没有任何外力作用的情况下自由振动时,这种振动称为“自然振动”。自然振动发生的频率称为“自然频率”。

强制频率

当一个物体通过施加一个外部周期力而振动时,这种振动称为“强迫振动”。强迫振动的频率称为“强迫频率”。

渐进的波浪

当一种波在介质中连续地向前移动而在路径上的任何一点上都不反射时,它被称为“前进波”。

驻波

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。

驻波模式

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基频

它被定义为周期波形的最低频率。一般用f表示。换句话说,振动物体的最低共振频率被称为“基频”。

基频

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谐波是什么?

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。

谐波可以出现在任何形状的波形中,但它们大多只出现在正弦波中。非正弦波的形式,如三角形和锯齿波形式是通过增加谐波频率。“谐波”这个词通常用来描述正弦波的不同不理想频率(即“噪声”)所造成的失真。

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

节点是指似乎仍然站在介质上的点。它们没有位移。它们被称为点,也被称为节点。

波腹

在两点之间有最大位移的粒子。这两点是节点。这里一个节点是正的,另一个是负的。节点和腹点如下图所示。

节点和反节点表示

节和波腹以波形形式出现。所以波有谐波频率。基频是谐波中最小的频率。因此它们之间只有一个抗结。腹点位于两个节点的中间。由此我们可以说吉他弦产生最长的波长和最低的频率。

任何仪器产生的最低频率称为基频。这也被称为波的“第一谐波”。用基频的话说,我们可以说谐波是基频的整数倍。

例如:f,2f,3f,4f等都是谐波。

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

正如我们前面讨论过的,基频也被称为第一谐波。在第一个谐波中,我们有两个节点和一个反节点。

第一次谐波

二次谐波

第二谐波由3个节点和2个波腹组成。如果我们在第一个谐波的两个节点之间设一个节点,就可以得到第二个谐波。在第一个谐波中,第二个节点位于第一个和最后一个节点之间。

二次谐波

第三次谐波

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。

第三次谐波

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。
利用该公式可以计算出谐波频率

速度= x波段频率

V = n xλ

nth谐波= n x基频

如果我们知道波形的速度和波长,我们就可以计算谐波频率。波中有两种类型的谐波,它们是偶谐波和奇谐波。例如,一个两侧敞开的圆柱体会在偶谐和奇谐处振动,而一个两侧封闭的圆柱体只会在奇谐处振动。

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谐波的特点

我们听到的大多数振动都是由谐波引起的。例如,音乐听起来像吉他,小提琴,甚至人类的声音。谐波也称为泛音。谐波的特性将取决于仪器的振荡或波形。

所以通常振荡是产生谐波的原因。振荡器只不过是移动或振动的仪器。部分谐波将产生一个不同的频率,而不是全谐波。但精确的谐波频率将产生长而细的有线仪器。

它们只产生一种和声。出现在基频的多个整数处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。

例:第一个是,我们学校的钟声和教堂的钟声,我们经常看到。其次,古董唱歌碗是其他的例子,振动仅在谐波频率。谐波的另一个重要特性是,所有的谐波在基频处都是周期性的,那么谐波的和在基频处也是周期性的。

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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。

不同乐器中的和声和泛音

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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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

长度与波长的关系

从第一次谐波

所以在第一次谐波中弦的两端是固定的它们被称为节点。当有振动时,金属丝就会上下移动,形成腹波。所以这个图形就像一个半正弦曲线。所以是1 / 2波长

L = 1/2波长

从二次谐波

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

第三个简谐运动

从所有这些谐波中我们可以说,对于第一谐波有一个波腹,对于第二谐波有2个波腹,对于第三谐波有3个波腹。第n次谐波有n个波腹。

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

同样,我们可以把这些公式写成如下所示

对于1次谐波,L=1/2

二次谐波:2L=2/2-lambda

三次谐波:3L=3/2-lambda

第n次谐波是这样的: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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缺点的谐波

  • 谐波会影响电力系统的性能。下面列出了谐波的缺点。
  • 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。
  • 三次谐波的累积增加将导致中性导体过载。
  • 谐波会导致电信号噪声水平的增加。
  • 谐波会干扰电源电压,从而导致敏感负载的错误运行。
  • 口琴会对通讯线路和电话线造成干扰。
  • 它们影响电源电感和功率因数电容器的电容水平之间的共振。

简而言之,在电力系统和远程通信系统中,谐波会引起以下误差。

  • 设备加热
  • 设备故障
  • 设备故障
  • 通信干扰
  • 熔断器和断路器误操作
  • 过程问题
  • 加热导体。

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谐波示例

我们已经知道我们在日常生活中遇到过很多次谐波,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

让我们拿一根产生谐波频率的吉他弦。然后把弦的两端固定在一个吉他结构上。所以末端不能移动。我们已经知道谐波是由驻波产生的。对它们来说,有一个节点和腹节。

这里我们有两个端点是节因此有节也有腹节。所以有一个谐波频率。所以基频是最小的频率,因此它们之间有一个波腹。腹点位于两个节点的中间。由此我们可以说吉他弦产生最长的波长和最低的频率。

任何仪器产生的最低频率称为基频。这也被称为一谐波。

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