진동

진동(Vibration, 振動)은 물체의 위치, 전류의 세기 등 물리량이 일정시간마다 일정한 값으로 규칙적으로 변동하는 현상을 가리킨다. 다른 방식으로 기술하면 평형점을 중심으로 시간에 따라 반복적인 변화를 일으키는 기계적 현상을 가리킨다.

진동의 종류

• 자유진동(Free vibration) - 단순조화진동이라고도 한다. 외부에서 주기적(週期的)인 힘을 가하지 않아도, 고유의 주기와 진동수로 진동을 계속 하는 현상을 가리킨다. 이 때 진동수를 고유 진동수라고 한다. 다른 말로 표현하면 시간이 아주 많이 흘러도 진폭이 작아지지 않는 진동을 가리킨다.
• 감쇠진동(Damped vibration) - 마찰력이나 저항과 같은 외력에 의해 진폭이 시간에 따라 감소하는 진동을 가리킨다.
• 강제진동(Forced vibration) - 시간에 따라 변동하는 외력 또는 외장(外場)의 영향을 받아 강제적으로 발생하는 진동을 가리킨다.

진동 원인

1. 불평형과 오정렬로 발생하는 진동 - 불평형은 진동의 가장 큰 원인이며 불평형으로 발생하는 진동은 주파수가 문제부품의 회전속도와 같으며 진동의 세기는 불평형의 정도에 비례한다. 회전자는 불평형일때 측방향으로 높은 진동이 발생하는 경우가 바로 그 사례이다. 오정렬도 불평형처럼 보편적으로 존재하는 문제이며 축과 베어링을 그 사례로 들 수 있다.
2. 편심으로 인해 발생하는 진동 - 편심은 기계적 진동현상이 발생하는 일반적인 원인이다. 회전축의 중심이 회전자(回轉子)축의 중심과 일치하지 않을 경우 편심이 발생한다.
3. 왕복에 따라 발생되는 진동 - 왕복작용을 이용한 기계의 운전에서 발생한다. 왕복식 압축기, 피스톤 펌프, 가솔린 엔진 등은 왕복 운동 부품의 관성이 피스톤에 가해지는 압력의 변화에서 발생한다.
4. 마찰로 인해 발생하는 진동 - 기계의 고정부품과 회전부품사이에서 일어나는 마찰은 회전속도 또는 2배의 주파수를 가진 진동을 유발시키며 매우 높은 주파수의 진동과 소음을 발생시킨다. 지각판의 충돌로 마찰이 생겨 진동이 발생하는 경우도 있는데, 이것이 흔히 말하는 지진이다.
5. 공진에 따라 발생하는 진동 - 모든 물체는 고유진동수를 갖고 있으며 이 고유진동수에 해당하는 전파나 파동을 흡수하는 성질을 갖고 있다. 특정 진동수를 가진 물체가 같은 진동수의 힘이 외부에서 가해질 때 진폭이 커지면서 에너지가 증가하는 공명현상이 발생한다.
6. 점성의 기동저항에 따라 발생하는 진동
7. 열팽창에 따른 진동
8. 발진기(Oscillator)에 의한 진동 -
9. 열역학적 진동 - 전기회로 내의 전자는 항상 스스로 진동한다. 이는 입자의 운동량-위치의 불확정성 원리에 기인하기 때문에, 없앨 수 없는 최소한의 잡음이며 전기회로와 전파공학 등에서는 열잡음, 음향·영상학에서는 화이트 노이즈라 부른다.
10. 비선형소자에 의한 고조파 진동 - 모터, 인버터, 증폭기 등의 비선형소자를 통과한 전기 신호에는 원 신호 배수의 주파수를 가진 신호가 추가되는데 이를 고조파라 한다. 기계 및 전자제품에서 고조파는 소음, 진동(기계적 진동), 열을 발생시킨다.

같이 보기

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