Rezonans frekansı
Kısa tanım
Bir sistemin dış etkiyle en büyük genlikte titreştiği frekanstır; elektrik devrelerinde endüktans ve kapasitansın tepkilerinin birbirini dengelediği frekansa karşılık gelir.
Diğer adları: Doğal frekans, Rezonans
Salıncaktaki bir çocuğu doğru anlarda ittiğinde küçük itmelerle büyük salınımlar elde edersin. Her sistemin kendine özgü bir salınım hızı vardır ve dış etki bu hızla çakıştığında genlik büyür. Bu olaya rezonans, o frekansa da rezonans (doğal) frekansı denir.
LC devresinde rezonans
Bir bobin (L) ve kondansatörden (C) oluşan devrede enerji, manyetik alan ile elektrik alan arasında gidip gelir. Bobinin ve kondansatörün tepkileri (reaktansları) eşit olduğunda devre rezonansa girer: f = 1 / (2π × √(L × C)).
Örnek: L = 10 mH ve C = 100 nF için √(0,01 × 10⁻⁷) ≈ 3,16 × 10⁻⁵ s, f ≈ 1 / (2π × 3,16 × 10⁻⁵) ≈ 5.033 Hz olur. Kondansatörü dört katına çıkarırsan frekans yarıya iner. Değerleri LC rezonans frekansı hesaplamasıyla bulabilir, birim çevirmek için frekans dönüştürücüsünü kullanabilirsin.
Seri ve paralel rezonans
Seri LC devresinde rezonansta empedans en düşük, akım en yüksektir; paralel devrede ise empedans en yüksektir. Eski radyolarda istasyon ayarlamak, ayarlı kondansatörle devrenin rezonans frekansını istenen yayın frekansına getirmek demekti. Filtrelerde belirli frekansları geçirip diğerlerini bastırmak da aynı ilkeye dayanır; basit filtrelerin sınır frekansını filtre kesim frekansı hesabında görebilirsin.
Mekanik rezonans
Binalar, köprüler ve makineler de doğal frekanslara sahiptir. Deprem dalgalarının baskın frekansı bir binanın doğal frekansına yakınsa salınımlar büyür; mühendisler yapıları bu yüzden zemin özelliklerini dikkate alarak tasarlar. Askerlerin köprülerden uygun adım geçmemesi kuralının kökeni de rezonans korkusudur. Çamaşır makinesinin belirli bir devirde sarsılıp sonra sakinleşmesi de bu olayın gündelik bir örneğidir.