oszcillációt

Oszcilláció alatt olyan periodikus, visszatérő változás értjük, amely meghatározott időközönként ismétlődik egy dinamikus rendszerben. Ezek a jelenségek széles körben megfigyelhetők: mechanikai testek mozgásában, elektromos áramkörökben, hanghullámokban, valamint biológiai és gazdasági folyamatokban. Az oszcillációk lehetnek szabad vagy kényszerített, és lehetnek csillapítottak vagy csillapítatlanok a külső erők és a rendszer tulajdonságaitól függően.

Szabad oszcilláció esetén nincs külső időfüggő erő. A rendszer a kezdeti energiával és a belső visszacsatolásokkal kering, és a csillapítás mértéke szerint az amplitúdó fokozatosan csökkenhet, vagy ideálisan csillapítatlan esetben meg is maradhat. A természetes frekvencia ω0 a rendszer tulajdonságaitól függ (például tömeg és rugó esetén ω0 = sqrt(k/m)).

Kényszerített oszcillációnál egy külső erő folyamatosan hat a rendszerre, például F(t) = F0 cos(ωt). A válasz általában a külső erő frekvenciájához igazodik. Rezonancia akkor alakul ki, amikor a külső frekvencia közelít a természetes frekvenciához, és az amplitúdó jelentősen megnőhet, különösen alacsony csillapítás esetén. A steady-state válasz amplitúdója a csillapítás és a fázis függvénye.

Nemlineáris rendszerekben az oszcillációk gyakran limitciklusok formájában maradnak fenn, vagy összetett viselkedést mutathatnak, akár periodikus, quasi-periodikus vagy kaotikus lehet. A gyakorlati jellemzésekhez a frekvencia, amplitúdó, fázis és csillapítás mérése és modellezése szükséges.

Részletes alkalmazási területek közé tartozik a mechanikai rezgéselemzés, az elektronika (LC-áramkörök), hangtechnika, mérnöki és mérés-technikai feladatok, valamint a biológiai rendszerek, például a szívritmus és idegi jelek vizsgálata.