Elektronik, Resonanz und DIY-Bastelprojekte
Der Beitrag beleuchtet Verfahren zur Bestimmung von Resonanzfrequenzen in Mechanik, Akustik und Elektronik. Verglichen werden Sweep- und Impulsanregung, Netzwerkanalyse sowie Ringdown-Messung. Vorgestellt werden Geräte wie Impedanzanalysator, VNA, Laser-Doppler-Vibrometer und Shaker. Hinweise zu Kalibrierung und Unsicherheitsbudgets runden den Überblick ab.
Schwingkreise sind zentrale Bausteine der Medizintechnik. In MRT-Systemen stimmen LC-Resonanzen Spulen auf Larmorfrequenzen ab, verbessern Signal-Rausch-Verhältnis und Effizienz. In der Ultraschalldiagnostik definieren resonante Wandler und Matching-Netzwerke Bandbreite, Eindringtiefe und Auflösung.
Ausgehend von Kirchhoffs Gesetz für den idealen LC‑Schwingkreis führt die Maschenbilanz L dI/dt + (1/C)∫I dt = 0 auf die zweite Ableitung: L d²Q/dt² + (1/C) Q = 0. Durch den Exponentialansatz Q(t)=Q0 e^{st} ergibt die charakteristische Gleichung s² + 1/(LC)=0. Daraus folgt die Eigenkreisfrequenz ω0=1/√(LC) und die Resonanzfrequenz f0=ω0/(2π).
Energieübertragung per Resonanzkopplung entwickelt sich zur Schlüsseltechnik für drahtlose Stromversorgung im Nah- und Mittelbereich. Forschung adressiert Wirkungsgrad durch adaptive Abstimmung, optimierte Spulen und Metamaterialien. Offene Punkte sind EMV, Fremdkörpererkennung, Sicherheit und Normen. Anwendungen: E‑Mobilität, Medizintechnik, IoT; Demonstratoren belegen Skalierbarkeit.