Resonans
Fra Wikipedia, den frie encyklopedi
Hvis en ytre syklisk påvirkning har samme frekvens som et system sin egenfrekvens er den ytre påvirkningen i resonans med systemet.
Det er ikke ofte resonans er et problem fordi dempningen i systemet som regel er større en påvirkningen som er i resonans med systemet, men ingeniører må være oppmerksomme på fenomenet. Tacoma Bridge falt sammen fordi den hadde samme egenfrekvens som den turbulente vinden rundt broen og fordi broen manglet dempnings elementer som kunne ta opp svingeenergien.
Et sted man må være på vakt mot resonans er hvis et signal skal forsterkes. På revy eller konsert kan man av å til høre en høy kunstig pipelyd som kalles feedback/ tilbakekobling. Feedback skyldes at en lydfrekvens som ikke blir mye dempet av rommet plukkes opp av mikrofonen og forsterkes av høytalerne. Dette er en form for tvungen resonans siden frekvensen høytalerne sender ut er den samme som mikrofonen plukker opp fra rommet.
Noen ganger kan resonans være nyttig. En radio plukker ut en frekvens ved hjelp av en spole- kondensator- krets som har samme egenfrekvens som den aktuelle radiofrekvensen.
I en lineær elektromotor kan man oppnå høy effekt med en liten motor ved å la den elektriske kraften være i resonans med et stempel- fjær- system.
I MNR (Magnetic Nuclear Resonance) som brukes i MRI finner man spesielle bindinger mellom atomene ved å sende ut radiobølger som har samme egenfrekvens som disse bindingene.
| System | Påvirkning | Resultat |
|---|---|---|
| Mekanisk | ||
| Masse-fjær | Syklisk ytre kraft | Økende utslag |
| Masse-tau (Pendel) | Syklisk ytre kraft | Økende utslag |
| Elektrisk | ||
| Spole-kondensator | Vekslende spenning | Økende elektriske strømmer mellom spolen og kondensatoren |
Resonans i dagliglivet
Et eksempel er en huske. Når du husker endrer du vektfordelingen din på huska i resonans med systemet bestående av din masse og tauet (pendel). På den måten øker du gradvis utslaget til huska.
Et annet mer spektakulært eksempel er et krystallglas som knuser når operasangerinnen tar høy C. Her tar glasset opp energi fra lydbølgene og lagrer den som svingninger inntil svingningene blir så store at glasset knuser. Sangerinnen må treffe tonen som er identisk med glassets egenfrekvens og holde den, siden en liten endring i frekvensen vil føre til at glassets frekvens kommer i motfase med lydbølgene. Da vil glasset avgi energi og dermed unngå å knuse.
Musikkinstrumenter utnytter resonansen. En gitarstreng som spennes opp fritthengende er knapt hørbar, men gir tydelig lyd på en gitar.Resonanskassen gir hvert instrument sin spesielle klang.
Det samme med pipeinstrumenter: Lengden på luftsøylen som vibrerer bestemmer tonen, mens form og vidde gir klang og klangfarge.
Høyttalere er enten bygd slik at resonansen bidrar til det endelige lydbildet - eller en forsøker å fjerne den helt.
