Tofauti Kati ya Masafa ya Ultrasonic na Nguvu

Masafa ya Ultrasonic

Masafa ya ultrasonic ni idadi ya marekebisho yote ya mara kwa mara kwa kila kitengo cha muda. Ni kiwango kinachoelezea masafa ya mwendo wa mara kwa mara. Mara nyingi huwakilishwa kupitia picha f, na kitengo chake ni sehemu ya kumi ya sekunde, picha s-1. Kwa heshima ya michango ya mwanafizikia wa Ujerumani Hertz, kitengo cha masafa kinaitwa Hertz, kifupisho "Hz," huku picha Hz ikiwa na masafa. Kila kitu kina masafa yanayoamuliwa kwa njia ya makazi yake ya asili na amplitude isiyo na upendeleo, inayojulikana kama masafa yake ya asili. Wazo la masafa halitumiki tena katika mechanics na akustisk pekee, lakini pia katika elektromagnetism, optics, na teknolojia ya redio.

Muda unaohitajika kwa chembe katika chombo cha kati kutetemeka kurudi na kurudi mara tu katika nafasi yake ya usawa unajulikana kama kipindi, kinachoonyeshwa kwa kutumia T, katika sekunde (s). Kiwango cha mitetemo yote ya chembe katika sekunde 1 kinajulikana kama masafa, yanayoonyeshwa kwa kutumia f, katika mizunguko/s, ambayo pia hutambuliwa kama Hertz (Hz). Kipindi na masafa ni sawia kinyume, kama inavyoonyeshwa kwa kutumia fomula ifuatayo: f = 1 / T.

Uhusiano kati ya urefu wa wimbi (λ) na masafa ya ultrasonic katika njia ya kati ni: c = λf. Ambapo c ni kasi ya sauti, m/s; λ ni urefu wa wimbi, m; na f ni masafa, Hz.

Hii inaonyesha kwamba kwa chombo fulani, kasi ya uenezaji wa ultrasound ni thabiti. Kadiri masafa ya ultrasound yanavyoongezeka, ndivyo masafa yanavyopungua; kinyume chake, masafa yanavyopungua, ndivyo masafa yanavyokuwa marefu zaidi.

Nguvu ya Ultrasonic

Nguvu ya ultrasonic inarejelea kiasi cha kazi kinachopatikana kwa kila muda wa kitengo. Kwa maneno tofauti, nguvu ni kiwango cha kimwili kinachoelezea kasi ya kazi iliyofanywa. Kwa kuzingatia kiasi fulani cha kazi, kadiri muda unavyopungua, ndivyo nguvu inavyokuwa kubwa zaidi. Njia ya kuhesabu nguvu ni: Nguvu = Kazi/Muda. Nguvu ni ujazo wa kimwili unaoainisha kasi ya kazi iliyofanywa. Kazi inayofanywa kwa kila muda wa kitengo inajulikana kama umeme na inaonyeshwa kupitia P.

Wakati wa upitishaji wa ultrasonic, wakati mawimbi ya ultrasonic yanapofikia njia ya kati ambayo hapo awali haipo, husababisha chembe kwenye njia hiyo kutetemeka kurudi na kurudi karibu na nafasi zao za usawa, na kusababisha mgandamizo na upanuzi ndani ya njia hiyo. Hii inaweza kuwa dhana ya mawimbi ya ultrasonic yanayotoa nguvu ya kinetiki ya mtetemo na nguvu inayoweza kudhibitiwa ya urekebishaji kwa njia hiyo. Nguvu ya akustisk inayotolewa kwenye njia hiyo kwa msaada wa usumbufu wa ultrasonic ni jumla ya nguvu ya kinetiki ya mtetemo na nishati inayoweza kubadilika.

Kadri mawimbi ya ultrasonic yanavyoenea kupitia vyombo vya habari, ndivyo nishati inavyoenea. Tukichukua kipengele kidogo cha kiwango (dV) katika sehemu ya sauti, acha kiasi cha kipekee cha vyombo vya habari kiwe Vo, aina yake iwe po, na msongamano wake uwe ρ0. Nguvu ya kinetiki ΔEk inayopokelewa kupitia kipengele cha kiwango (dV) kutokana na mitetemo ya ultrasonic ni ΔEk; ΔEk = (ρ0Vo)u²/2. ΔEk ni nishati ya kinetiki, katika jouli; u ni kasi ya chembe, katika m/s; ρ0 ni msongamano wa kati, katika kg/m³; na Vo ni kiasi halisi, katika m³.

Sifa muhimu ya ultrasound ni nguvu yake. Mawimbi ya ultrasound yana umeme mkubwa zaidi kuliko mawimbi ya sauti ya kawaida, ambayo ni moja ya nia kuu ya matumizi yao makubwa katika nyanja kadhaa.

Mawimbi ya ultrasound yanapofikia kati, hulenga molekuli zilizo kwenye kati kutetemeka. Masafa ya mitetemo hii ni sawa na masafa ya mawimbi ya ultrasound. Masafa ya mitetemo huamua kasi ya mitetemo; masafa yanapokuwa makubwa, kasi huwa juu zaidi. Nguvu inayopokelewa kupitia molekuli kutokana na mitetemo haihusiani tena na uzito wao pekee lakini pia inalingana na mstatili wa kasi yao ya mitetemo. Kwa hivyo, masafa ya mawimbi ya ultrasound yanapokuwa makubwa, nguvu inayopatikana ni kubwa zaidi. Kwa sababu masafa ya mawimbi ya ultrasound ni makubwa zaidi kuliko yale ya mawimbi ya sauti ya kila siku, mawimbi ya ultrasound yanaweza kutoa nguvu kubwa kwa molekuli zilizo kwenye kati, ilhali mawimbi ya sauti ya kila siku hayana athari kubwa kwao. Kwa maneno mengine, nguvu ya ultrasound ni kubwa zaidi kuliko ile ya mawimbi ya sauti na inaweza kutoa umeme wa kutosha kwa molekuli za kati.

Tofauti Kati ya Masafa ya Ultrasound na Nguvu:

Masafa ya Ultrasonic na nguvu ni vigezo viwili muhimu vya kupima utendaji wa ultrasonic. Kwa mtazamo wa macroscopic, umeme huamua kina na kupenya kwa ultrasound, huku masafa yakiamua kina na azimio lake la kupenya. Matokeo ya masafa ya juu katika mawimbi mafupi na kuongezeka kwa kupenya, hata hivyo nguvu kubwa hutoa nishati ya ziada ya sauti. Katika matumizi, ultrasound inayotumika katika dawa za kimatibabu ni hasa yenye nguvu ndogo, masafa ya juu, na inaweza kutumika kwa uchunguzi na matibabu ya ultrasound; huku ultrasound inayotumika katika tasnia ikiwa na nguvu kubwa, masafa ya juu, na inaweza kutumika kwa usindikaji, kusafisha, na kipimo. Masafa na nguvu ya ultrasonic ni dalili mbili muhimu za utendaji wa ultrasound. Kuchagua vigezo sahihi vya ultrasonic kunaweza kukidhi mahitaji ya matumizi vizuri.