Biegeschwinger

Biegeschwinger

Ein Biegeschwinger ist ein zu harmonischen Schwingungen fähiges Feder-Masse-System, das im einfachsten Fall aus einem Stab besteht. Charakteristisch ist, dass die längs des Stabes verteilten Größen Biegemoment und Masse seine Eigenfrequenz bestimmen.

Der einseitig eingespannte Biegeschwinger schwingt mit der tiefsten Frequenz
Der einseitig eingespannte Biegeschwinger schwingt im ersten Oberton

Biegeschwinger sind entweder einseitig eingespannt (Beispiele s. u.), oder frei bzw. in den Schwingungsknoten (Nullstellen der Amplitude) ihrer Grundfrequenz aufgehängt.

Inhaltsverzeichnis

Physikalische Grundlagen

Biegeschwinger können neben der Grundfrequenz auch in höheren Schwingungsmodi angeregt werden; dabei wächst die Anzahl der Schwingungsknoten auf dem Stab um mindestens einen: beim einseitig eingespannten Biegeschwinger auf mindestens zwei (Einspannung plus zusätzliche), beim frei aufgehängten Biegeschwinger auf mindestens drei (zwei Aufhängestellen plus zusätzliche).[1]

Durch die Auflage freier Biegeschwinger an den Knoten der Grundschwingung (bei homogenen Stäben 22,4 % der Gesamtlänge von beiden Enden[2]) wird diese beim Anregen (Anschlagen) bevorzugt. Dies ist wichtig für den guten Klang von Musikinstrumenten und Klangkörpern, da so die Oberwellen - die keine harmonischen Töne zur Grundwelle sind[3] - reduziert werden können.

Die Resonanzfrequenz verhält sich umgekehrt proportional zur Quadratwurzel aus der Stablänge.

Anwendungen

Musikinstrumente und Klangkörper

Messinstrumente

Abgleich

Sofern die Verstimmung der Biegeschwinger nicht der genutzte Effekt ist, müssen sie abgeglichen beziehungsweise gestimmt werden.

Materialabtrag

Durch Materialabtrag (zum Beispiel Schleifen) kann die Resonanzfrequenz des Schwingers sowohl erhöht als auch verringert werden, je nach Ort der auf dem Schwinger vorherrschenden Federwirkung bzw. Masse :

  • die Eigenfrequenz erhöht sich, wenn an freien Enden Material entfernt und so die Masse verringert wird
  • die Eigenfrequenz verringert sich, wenn Material abgetragen wird im Bereich der elastischen Verformung an der Oberfläche (in der Nähe der Einspannung oder bei freier Aufhängung im mittleren Bereich).

Materialauftrag

Seltener (zum Beispiel bei Zungenfrequenzmessern) wird zum Abgleich die Masse erhöht (indem Lötzinn oder Massestücke aufgebracht werden).

Zum Abgleich von Akkordeon-Zungen siehe auch Laserabgleich.

Einzelnachweise

  1. http://www.physik.uni-regensburg.de/forschung/schwarz/PhysikMusik/10-XylophonundGlocke.pdf Seite 8
  2. http://www-zeus.physik.uni-bonn.de/hilger/physik/10_Wellen.pdf Seite 4
  3. http://www.physik.uni-regensburg.de/forschung/schwarz/PhysikMusik/10-XylophonundGlocke.pdf Seite 7

Wikimedia Foundation.

Игры ⚽ Нужна курсовая?

Schlagen Sie auch in anderen Wörterbüchern nach:

  • Biegeschwinger — Biegeschwinger,   1) Elektroakustik: aktives Wandlerelement in piezoelektrischen Kristallmikrofonen und tonabnehmern in Form einer einseitig eingespannten Doppelplatte aus piezoelektrischem Material (z. B. Seignettesalz), die entweder durch… …   Universal-Lexikon

  • Biegeschwinger (Gerät) — Ein Biegeschwinger ist ein Gerät zur Bestimmung der Dichte von Flüssigkeiten und Gasen. Die Dichte wird aus der Messung der Eigenfrequenz eines mit dem Medium gefüllten Biegeschwingers errechnet. Das Prinzip der Messung beruht also auf einem… …   Deutsch Wikipedia

  • Eigenform — Dieser Artikel wurde den Mitarbeitern der Redaktion Physik zur Qualitätssicherung aufgetragen. Wenn Du Dich mit dem Thema auskennst, bist Du herzlich eingeladen, Dich an der Prüfung und möglichen Verbesserung des Artikels zu beteiligen. Der… …   Deutsch Wikipedia

  • Moden — Dieser Artikel wurde den Mitarbeitern der Redaktion Physik zur Qualitätssicherung aufgetragen. Wenn Du Dich mit dem Thema auskennst, bist Du herzlich eingeladen, Dich an der Prüfung und möglichen Verbesserung des Artikels zu beteiligen. Der… …   Deutsch Wikipedia

  • Schwingquarz — für eine Frequenz von 4 MHz Ein Schwingquarz (englisch Crystal), häufig vereinfachend abgekürzt als Quarz bezeichnet, ist ein elektronisches Bauteil zur Erzeugung von elektrischen Schwingungen mit einer bestimmten Frequenz. Seine… …   Deutsch Wikipedia

  • Alkoholgehalt — Der Alkoholgehalt gibt den prozentualen Anteil von Alkohol in einer Flüssigkeit an. Er wird bei alkoholischen Getränken meist in Volumenprozent (abgekürztes Einheitenzeichen: % Vol. oder Vol. %) angegeben. Da Alkohol eine wesentlich geringere… …   Deutsch Wikipedia

  • Anton Paar GmbH — Die Anton Paar GmbH ist ein österreichisches Unternehmen mit Hauptfirmensitz in Graz, das Messgeräte und Analysegeräte für Industrie und Forschung produziert. Das Unternehmen ist spezialisiert auf die Herstellung von Geräten für die Dichtemessung …   Deutsch Wikipedia

  • Auftriebswägung — Physikalische Größe Name Dichte Formelzeichen der Größe ρ Größen und Einheiten system Einheit Dimension …   Deutsch Wikipedia

  • Dichte (Physik) — Physikalische Größe Name Dichte Formelzeichen der Größe ρ Größen und Einheiten system Einheit Dimension …   Deutsch Wikipedia

  • Gasdichte — Physikalische Größe Name Dichte Formelzeichen der Größe ρ Größen und Einheiten system Einheit Dimension …   Deutsch Wikipedia

Share the article and excerpts

Direct link
Do a right-click on the link above
and select “Copy Link”