dämpningen

Dæmpningen betegner processen hvor en oscillator eller et system mister energi og derved mindsker sine svingninger eller fluctueringer over tid. Energitabet sker ofte som varme som følge af friktion, viskositet, resistans eller andre modstandskilder, og dæmpning forekommer i mekaniske, elektriske og akustiske systemer. Den er central for at kunne stabilisere bevægelser og kontrollere resonans i mange tekniske sammenhænge.

Dæmpning opstår gennem forskellige mekanismer. Viskøs dæmpning opstår når bevægelse møder en væske eller gas og oplever modstand. Coulomb- eller stødfriktion dæmper gennem glidning eller kontakt-friktion. Materiale- og strukturrelateret dæmpning sker gennem interne friktioner og mikroskopiske energiomdannelser i konstruktioner. I elektronik dæmpes signaler af modstand og impedanser i kredsløb, især i RLC-kredsløb hvor modstanden styrer tilbagegangen af strøm og spænding. Dæmpning kan også være ønsket i akustik for at reducere efterklang og i bygningsdesign for at mindske risici ved vibrationer og vindkraft.

Matematisk beskrives dæmpede systemer ofte ved ligningen m x'' + c x' + k x = F(t), hvor m er masse, c er dæmpningskoefficienten, k er fjederkonstanten og F(t) en ydre kraft. Den dimensionløse dæmpningskvotient ζ = c / (2 sqrt(mk)) opdeler opførsel i underdæmpet (ζ < 1) med aftagende svingninger, kritisk dæmpet (ζ = 1) uden svingning tæt på ligevægt, og overdæmpet (ζ > 1) uden svingning men langsom tilbagevenden.

Anvendelser omfatter bilers støddæmpere, bygningsdækning under jordskælv, vibration-dæmpning i maskineri og sensorer, akustisk dæmpning i rum samt elektroniske filtre og signalbehandling. God dæmpningbalance giver både stabilitet og tilstrækkelig respons uden vedvarende resonans; for meget dæmpning sænker responsens hastighed, for lidt giver uønskede vibrationer. Målinger af dæmpning udføres ved fri henfald eller log decrement og bruges ved design og optimering.