Oberschwingungen sind ein Phänomen von Schallwellen, die mathematisch mit der ursprünglichen Frequenz der Welle verbunden sind. Wenn eine Schallwelle erzeugt wird, produziert sie eine Reihe von Schallwellen, die ein Vielfaches der Frequenz der ursprünglichen Schallwelle sind. Diese Sekundärwellen werden als Oberwellen bezeichnet und sind ein wichtiger Bestandteil des Verständnisses des Verhaltens von Schallwellen.
Oberwellen bestehen aus einer Frequenz und einer Amplitude. Die Frequenz einer Oberwelle hängt von der Frequenz der ursprünglichen Schallwelle ab und ist in der Regel ein Vielfaches der ursprünglichen Frequenz. Die Amplitude eines Obertons hängt von der Energie der ursprünglichen Schallwelle ab und kann viel höher sein als die ursprüngliche Welle.
Obertöne werden in der Musik häufig verwendet. Musikinstrumente erzeugen Obertöne, wenn sie gespielt werden, und diese Obertöne sind es, die der Musik ihren besonderen Klang verleihen. Darüber hinaus können Obertöne verwendet werden, um bestimmte Klänge zu erzeugen, wie z. B. den Vibrato-Effekt.
Obertöne werden auch in vielen elektronischen Geräten verwendet. In Stromnetzen werden Oberschwingungen durch nichtlineare Lasten verursacht und können zu Problemen mit der Stromqualität führen. Oberschwingungen können auch in digitalen Audiosystemen erzeugt werden und dem Klang unerwünschte Verzerrungen hinzufügen.
Harmonische Verzerrung ist eine Art von Verzerrung, die auftritt, wenn Oberwellen von einer Klangquelle erzeugt werden. Diese Verzerrung kann durch die Verwendung von Verstärkern, Lautsprechern oder anderen elektronischen Komponenten verursacht werden. Oberschwingungsverzerrungen können dazu führen, dass Audiosignale verzerrt oder übersteuert klingen.
Intermodulationsverzerrung ist eine weitere Art von Verzerrung, die durch Oberwellen verursacht wird. Intermodulationsverzerrungen treten auf, wenn zwei oder mehr Frequenzen interagieren und eine neue Frequenz erzeugen, die ein Vielfaches der ursprünglichen Frequenzen ist. Diese Verzerrung kann durch elektronische Komponenten verursacht werden und dazu führen, dass Audiosignale unnatürlich oder verzerrt klingen.
Oberschwingungen können durch den Einsatz von Filtern, Transformatoren und anderen Komponenten abgeschwächt werden. Diese Komponenten können verwendet werden, um die Oberwellenverzerrung in einem Audiosystem zu reduzieren oder um die Auswirkungen von Oberwellen auf Stromsysteme zu verringern.
Oberschwingungen sind ein wichtiger Bestandteil des Verständnisses des Verhaltens von Schallwellen und werden in der Musik und in elektronischen Geräten häufig verwendet. Oberschwingungsverzerrung und Intermodulationsverzerrung sind zwei Arten von Verzerrungen, die durch Oberschwingungen verursacht werden und durch den Einsatz von Filtern und anderen Komponenten gemildert werden können.
Oberschwingungen entstehen, wenn ein elektrischer Strom an einen Leiter, z. B. einen Draht, angelegt wird. Der Strom versetzt den Leiter in Schwingungen mit einer bestimmten Frequenz, der so genannten Grundfrequenz. Der Leiter schwingt jedoch auch mit anderen Frequenzen, die ein Vielfaches der Grundfrequenz sind. Diese zusätzlichen Frequenzen werden als Oberschwingungen bezeichnet.
Beträgt die Grundfrequenz beispielsweise 50 Hz, so schwingt der Leiter auch bei 100 Hz, 150 Hz, 200 Hz usw. Die Amplitude der Oberschwingungen nimmt im Allgemeinen mit steigender Frequenz ab. Das Vorhandensein von Oberschwingungen kann bei elektrischen Geräten zu Problemen führen, da sie eine Überhitzung oder Fehlfunktion der Geräte verursachen können.
Es gibt drei Arten von Oberschwingungen: Grundschwingung, Oberschwingung und Unterschwingung. Der Grundton ist die Tonhöhe, die entsteht, wenn eine Saite gezupft oder eine Taste angeschlagen wird. Der Oberton ist ein Ton, der höher ist als der Grundton. Ein unharmonischer Ton ist ein Ton, der kein Vielfaches des Grundtons ist.
Der harmonische Mittelwert ist eine Art Durchschnitt, der bei der Arbeit mit Verhältnissen verwendet wird. Um das harmonische Mittel zu berechnen, müssen Sie zunächst die Kehrwerte der Zahlen, mit denen Sie arbeiten, ermitteln. Dann addiert man diese Kehrwerte und nimmt den Kehrwert der Summe.
Oberschwingungen werden verwendet, um stehende Wellen in einem Medium zu erzeugen, die zur Übertragung von Informationen genutzt werden können. Wenn zwei Wellen mit identischer Frequenz kombiniert werden, entsteht eine stehende Welle, d. h. eine Welle, die sich nicht ausbreitet, sondern an einer Stelle zu stehen scheint. Die Amplitude oder Höhe der Welle variiert je nach der Position der beiden Wellen zueinander. Dies kann dazu genutzt werden, Informationen in der Welle zu kodieren, die durch Messung der Amplitude der Welle an verschiedenen Punkten abgelesen werden können.
Oberschwingungen sind Spannungen oder Ströme, die nicht der Grundfrequenz von 60 Hz entsprechen. Sie werden von elektronischen Geräten, wie z. B. Computern, verursacht, die Gleichrichter zur Umwandlung von Wechselstrom in Gleichstrom verwenden. Die Gleichrichter lassen den Strom nur in eine Richtung fließen, wodurch ein "pulsierender" Gleichstrom entsteht. Dieser pulsierende Gleichstrom erzeugt ein Magnetfeld, das mit dem 60-Hz-Magnetfeld interagiert, wodurch die Spannung oder der Strom verzerrt wird.