Amplitude Schallauslenkung Schall Auslenkung Signal Amplitude Teilchenauslenkung Geschwindigkeit Auslenkung Teilchenausschlag Schalldruck Amplitude Spannung Schalldruckamplitude Schallschnelle Frage Effektivwert RMS Druckgradient Druck Gradient Schallfeldgröße Schwingungsweite einer Saite Spitze-Spitze Elongation Schallgeschwindigkeit Schall-Amplitude longitudinale Druckwellen Druck Welle - sengpielaudio
 
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● Was ist Amplitude
Definition der Amplitude beim Schall
 
Gute Frage – Was versteht man unter einer Amplitude?
Was ist der übliche Begriff, um eine Schallwelle
mit einer Amplitude zu beschreiben?
Worin wird die Größe einer Amplitude gemessen?
Es gibt vier Begriffe bei einer
Schallwelle:
Wellenlänge, Periode, Frequenz und Amplitude
 
Amplitude:
Bei sinusförmigen (!) Wechselsignalen wird der Scheitelwert (Spitzenwert) mit Amplitude bezeichnet.
1. die maximale
Auslenkung (Elongation) einer Schwingung, von der Position der Null-Linie aus gemessen.
Amplitude ist der maximale absolute Wert einer periodisch variierenden Größe.
2. die maximale Auslenkung eines elektrischen Wechselstroms oder eines Potentials vom Mittelwert.

 
Der Ausdruck "Amplitude" bezieht sich auf die Größe einer Schwingung, deshalb ist die Amplitude einer Sinusschwingung "y = A × sin (ω×t)" | A |, wobei | A | der Absolutwert von A ist.
 
Die Amplitude ist eine charakterisierende Größe einer Sinus-Schwingung. Sie gibt die Auslenkung einer physikalischen Größe aus ihrer Ruhelage (0-Punkt) bis zu einem positiven oder negativen Wert an.
Die Amplitude wird in einer physikalischen Größe angegeben − z. B. als Spannung, Schalldruck, usw. Amplituden werden entweder als Momentan- oder meistens als Spitzenwerte angegeben.
Die Amplitude ist die Auslenkung einer Welle um deren Mittelwert. Bei Schallwellen, ist es das Ausmaß, mit der Luftteilchen ausgelenkt werden, und diese
Amplitude des Schalls oder Schallamplitude wird als
Lautstärke des Schalls empfunden.
Aus der "Encyclopedia Britannica": Für eine Transversalwelle, wie die Welle auf einer gezupften Saite, wird die Amplitude durch die maximale Verschiebung eines Punktes auf der Schnur aus ihrer Position gemessen, wenn die Saite im Ruhezustand ist. Für eine Longitudinalwelle, wie eine Schallwelle wird die Amplitude gemessen durchdie maximale Verschiebung eines Teilchens aus seiner Gleichgewichtslage. Wenn die Amplitude einer Welle stetig abnimmt, weil seine Energie "verloren geht" (in Wärme umgewandelt wird), dann ist die Welle gedämpft.
 
amplitude

Wirf einen Stein ins Wasser

Gern wird allgemein von "der" Amplitude gesprochen, als ob es nur eine ganz bestimmte Amplitude als Auslenkung von der Nullachse gäbe.
Amplitude kann ein Wort sein, das eine Welle beschreibt. Es bedeutet, wie weit die Welle maximal von der Null-Grundlinie aus schwingt. Die Auslenkung beschreibt Teilchen in Bewegung, in wie weit sich ein Teilchen von einem bestimmten Punkt aus bewegt hat.
Die Wellenlänge in einer Longitudinalwelle bezieht sich auf den Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Verdichtungen (Überdruck) oder zwischen zwei aufeinanderfolgenden Verdünnungen (Unterdruck).
Definition: Die Amplitude ist die maximale Auslenkung aus dem Gleichgewicht. Für eine Longitudinalwelle, die eine Druckwelle ist, würde dieses die maximale Zunahme oder Abnahme des Drucks aus der Gleichgewichtslage bedeuten, die sich ergibt, wenn eine Verdichtung oder Verdünnung einen Punkt passiert. Die Amplitude ist der Abstand aus der Ruhelage des Mediums zu einer Verdichtung oder Verdünnung.
Bei sinusförmigen Wechselsignalen wird der Scheitelwert (Spitzenwert) ausgehend von der Null-Linie als Amplitude bezeichnet.
Die Amplitude bezieht sich üblicherweise auf die skalare oder vektorielle Feldgröße.

Wellenlänge und AbstandPeriode und Zeit

Amplitude Zeit Abstand
 
Die Amplitude A hat nichts mit der Frequenz,
der Wellenlänge, der Zeitdauer (Periode) und
der Geschwindigkeit des Schalls zu tun.
 
 
Es gibt nicht nur "eine" Amplitude. Es gibt viele Amplituden.
Siehe: "Die Schallfeldgrößen einer ebenen Welle"

http://www.sengpielaudio.com/SchallfeldgroessenEinerEbenenWelle.pdf
 
 
Oft hören wir die Frage: Wie groß ist die Amplitude? In unserem Falle ist es die
"
Schallamplitude". Üblicherweise wird so getan, als gäbe es einfach nur "eine" Amplitude bei Schallwellen in Luft. Die Lautstärke eines Tones wird durch die Amplitude der Schallwellen bestimmt − je höher die Amplitude, desto lauter ist der Klang oder das Geräusch. Welche Schall-Amplitude denn? Im oben angegebenen Link "Die Schallfeldgrößen einer ebenen Welle" sind zu finden die:
Amplitude der Schallauslenkung ξ oder Amplitude der Teilchenauslenkung,
Amplitude des Schalldrucks p oder Schalldruckamplitude,
Amplitude der Schallschnelle v oder Amplitude der Teilchengeschwindigkeit,
= Geschwindigkeitsamplitude der Teilchen
,
Amplitude des Druckgradienten Δ p oder Druckgradientenamplitude.
 
Jedes Mal wenn wir 6 dB hinzufügen, wird tatsächlich die Amplitude des Signals verdoppelt.
 
Alle diese Begriffe sind Schallfeldgrößen.
Probleme gibt es bei den Schallenergiegrößen (Leistung), wenn wir dabei die Amplitude verwenden.
Vermeide jegliches Anwenden des Wortes Amplitude bei Leistungsgrößen oder Energiegrößen.
Eine Schallfeldgröße ist keine Schallenergie- bzw. Schallleistungsgröße.

 
Weiterhin ist an die Amplitude als Schwingungsweite einer Saite zu denken.
Den Maximalwert der Auslenkung einer Welle bezeichnet man als Amplitude.
 
Beispiel der Berechnung der Amplitude eines Federpendels:
http://www.walter-fendt.de/ph14d/federpendelmath.htm
Harmonische Schwingung:
Auslenkung = A · sin (2 · π · f · t), d. h. A = Amplitude (peak), f = Frequenz, t = Zeit
 
Die Schallschnelle v sollte nicht mit der Schallgeschwindigkeit c verwechselt werden, auch wenn beide in m/s messen werden.
 
Amplitude der Teilchenauslenkung ξ = v / (2 π · f ) = p / (2 π · Z)
Amplitude des Schalldrucks p = ξ · 2 π · Z = v · Z      Z = ρ × c
Schallkennimpedanz von Luft bei 20°C ist Z = 413 N·s/m³
 
Die Schalldruckamplitude ist der Maximalwert des Schalldrucks.
Da der Schalldruck
p eine Wechselgröße ist, wird er als effektiver Schalldruck peff (Effektivwert) angegeben.
 
Die Änderung der Amplitude hat nichts mit der Änderung der Tonhöhe (Frequenz) zu tun und umgekehrt.
 
Das menschliche Lautstärke-Empfinden
Addition von Amplituden und Pegeln
Zusammenhang der akustischen Größen (Schallgrößen)
Zusammenhang der Schallfeldgrößen
Vergleichende Darstellung von Schallfeldgrößen
Pegel und Bezugswerte der Schallgrößen
Addition von Pegeln in der Tonstudiotechnik
Addition akustischer Pegel von Schallquellen
Akustisches Äquivalent zum Ohmschen Gesetz
Das Ohm'sche Gesetz als Äquivalent in der Akustik
Pegeladdition von akustischen inkohärenten Schallquellen
Summenpegel von kohärenten Signalen
Umrechnen von Periodendauer in Frequenz und Frequenzformel
Akustikwellen und Schallwellen in Luft
Akustik-Berechnung der Wellenlänge von Schallwellen in Luft
Berechnen der Schallgeschwindigkeit in Luft und die Temperatur
Was ist eine Amplitude?
Schallfeldgrößen einer ebenen Welle Die Amplituden
Fragen zu Schallwellen und die Amplituden – Die richtigen Antworten
Umrechnen von Schallgrößen (Pegel)
Zusammenhang der Schallfeldgrößen ξ, v, a und p
Faktor oder Verhältnis (Ratio) in Pegelwert (Gain Dezibel dB)
Amplitudenstatistiken
Amplitudenstatistiken - Amplitudencharakteristiken
Die Schallfeldgrößen einer ebenen Welle

Addition von Amplituden (und Pegeln)

Amplituden, korreliert
 Spannungssumme, kohärent (0°) 
1 + 1 = 2

Amplituden 1+1=2
Amplituden unkorreliert
Leistungssumme, inkohärent (90°)
√ (1² + 1²) = 1,414 ...



Amplituden 1+1=1,41

Die Schallintensität ist proportional zur quadrierten Amplitude (Schalldruck); I ~ p². Demnach ist die Amplitude (Schalldruck) proportional zur Quadratwurzel aus der Schallintensität; p ~ √ I.

What is an amplitude?
http://www.indiana.edu/~emusic/acoustics/amplitude.htm

http://uk.answers.yahoo.com/question/index?qid=20111025210805AAIaFhX
Frage aus answers.yahoo:
 
Schall ... Was ist Amplitude? Ich frage mich, was die Amplitude einer Schallwelle erzeugt?
 
Ich verstehe, dass die Amplitude der maximale Wert der Wellenfunktion ist, wenn sie als Transversalwelle dargestellt wird, aber wie funktioniert das in Longitudinalwellen übersetzt? Für mich ist klar, dass der kürzere oder weitere Abstand zwischen einem hohen oder niedrigen Luftdruckeinschluss den Unterschied zwischen einer höheren oder niedrigeren Schallfrequenz ausmacht. Da aber die Frequenz die Tonhöhe bestimmt und die Schallgeschwindigkeit abhängig vom Medium konstant ist, was liefert denn einen leiseren oder lautereren Schall? Ich habe gelesen, dass es die Intensität oder die Energie der Schallwellen ist, was es lauter oder leiser macht. Wenn aber der Schall sich mit der gleichen Geschwindigkeit fortbewegt, welche Eigenschaft der Welle - die sich durch die Luft bewegt - ist es, worauf sich der Begriff, Intensität oder Energie bezieht?
 
Antwort aus answers.yahoo:
 
Das ist eine wirklich gute Frage, denn es gibt ein Problem mit der Definition des Wortes Amplitude.
Die Amplitude ist die Größe der Veränderung der oszillierenden Variablen bei jeder Schwingung innerhalb eines schwingenden Systems. Zum Beispiel sind Schallwellen in der Luft Schwingungen des atmosphärischen Drucks deren Amplituden proportional zur Änderung des Drucks während einer Schwingung sind. Wenn eine Variable regelmäßige Schwingungen vollführt, und ein Zeiger des Systems mit der oszillierenden Variable auf der vertikalen Achse und die Zeit auf der horizontalen Achse gezeichnet ist, so wird die Amplitude visuell durch den vertikalen Abstand zwischen den Extrema der Kurve und der Null-Linie dargestellt. In älteren Texten wird die Phase manchmal sehr verwirrend mit Amplitude bezeichnet.
 
Teilchenauslenkung nennt man Teilchenamplitude. Eine Transversalwelle hat eine Amplitude. Die Teilchenschnelle hat eine Amplitude. Schalldruck hat eine Amplitude Jede Audio-Frequenz hat eine Amplitude. Ein Pendel hat eine Amplitude.

Etwas fragwürdige Angaben: "Die Schallintensität hat eine Amplitude. Die Schall- Leistung hat eine Amplitude. Die Schallenergie hat eine Amplitude. Die Schallenergiedichte hat eine Amplitude. Der Schallenergiefluss hat eine Amplitude." Dieses sind jedoch Schallenergiegrößen.
Die Amplitude zeigt nicht direkt die Energie - Je größer die Amplitude um so größer ist die Energie. Energie = Amplitude zum Quadrat.
 
Also, was ist die Amplitude? Ein "Sound" hat eine Amplitude. Ein lauter Klang hat eine größere Amplitude als ein leiser Klang. Welche Amplitude ist eigentlich gemeint?
 
Viele Grüße ebs
 
http://answers.yahoo.com/question/index?qid=20111003100847AAP1uuF
Frage aus answers.yahoo:
 
Hängt die Lautheit von der Amplitude oder der Frequenz ab? Und wie ist die Beziehung zwischen ihnen.
 
Antwort aus answers.yahoo:
 
Lautheit hängt vom Schalldruck, der Frequenz, der Bandbreite und der Dauer ab. Lautheit ist die Eigenschaft eines Geräuschs, das in erster Linie eine psychologische Wechselbeziehung der physikalischen Stärke (Amplitude) ist. Es ist ein subjektives Maß, das häufig bei objektiven Messungen der Schallfeldgrößen, wie Schalldruck oder Schalldruckpegel in Dezibel und bei den Schallenergiegrößen, wie Schallintensität oder Schallleistung verwechselt wird; siehe: "Lautheit - Wikipedia":
http://de.wikipedia.org/wiki/Lautheit
 
Viele Grüße ebs
 
PS: Vergiss nicht, dass die Trommelfelle durch den "Schallwechseldruck bewegt werden; siehe: "Schalldruck und Schallleistung − Wirkung und Ursache":
http://www.sengpielaudio.com/SchalldruckUndSchallleistung.pdf

 
Anmerkung: Die Zeit, die Frequenz und die Phase gehören eng zusammen. Jedoch hat die Höhe der Amplitude keinen Einfluss auf diese Parameter.
 
Die Amplitude A hat nichts mit der Frequenz, der Wellenlänge, der Zeitdauer und der Geschwindigkeit des Schalls zu tun.
 

Effektivspannung, Scheitelspannung und Spannung Spitze-Spitze

Die Wellenform-Parameter einer "230 V und 117 V (Effektivwert) Sinus-Wechselspannung" werden hier angegeben.

Durchschnitts-Spannung Effektiv-Spannung (Ueff) Scheitelspannung Us = (Û) Spannung Spitze-Spitze (Uss)
0 Volt 230 Volt = Ueff = ~u 325 Volt = √2 · Ueff = 0,5 · Uss 650 Volt = 2 · √2 · Ueff = 2 · Us
0 Volt 117 Volt = Ueff = ~u 165 Volt = √2 · Ueff = 0,5 · Uss 330 Volt = 2 · √2 · Ueff = 2 · Us
 
Der Effektivwert Ueff einer Wechselspannung U(t) = U0 · f(t) ist so definiert, dass die effektive Gleichstromleistung Ueff2 / R = Ueff · Ieff an einem Ohmschen Widerstand der mittleren Ohmschen Leistung der vorliegenden Wechselspannung an demselben Widerstand entspricht.

Eine bekannte Sinus-
Spannung eingeben:
Ueff = Volt
Us  = Volt
Uss= Volt

Nicht ein Ergebnis wieder eingeben.

Spannung Spitze Effektiv - sengpielaudio
Der Scheitelfaktor (crest factor) beschreibt das Verhältnis von
Spitzenspannung Û zum Effektivwert der Spannung Ueff.

Die Effektivspannung Ueff wird oft vom Englischen her mit URMS bezeichnet.
 
RMS = root mean square = Quadratischer Mittelwert = Effektivwert.

Spannungsumrechnungen

  Ueff = ~u Us Uss
Effektivwert RMS    Ueff  = 0,7071 · Us 0,3535 · Uss
Scheitelwert (peak) Us   = 1,414 · Ueff 0,5000 · Uss
Spitze-Spitze-Wert  Uss = 2,828 · Ueff 2.000 · Us
 
Nach DIN-Norm soll der Spitze-Spitze-Wert jetzt Spitze-Tal-Wert genannt werden.

Unterschiedliche Gleichungen in den Büchern −
Effektivwert oder Scheitelwert (Spitzenwert)?

Die Schallintensität I in W/m2 wird bei einer ebenen fortschreitenden Welle  
angegeben als: Formel oder auch Formel
.
 Aber nur eine der Gleichungen kann stimmen.
 
Manchmal findet man diese Gleichungen mit weiteren Angaben:
 
                           Formel 1 oder auch Formel 2
 
                           Formel 3
 
Die Tilde soll angeben, dass es sich um den Effektivwert handelt und das Dach soll angeben, dass es sich um den Amplitudenwert, also um den Spitzenwert (Scheitelwert) handelt. Bei sinusförmigen Wechselsignalen wird der Scheitelwert bzw. der Spitzenwert als Amplitude bezeichnet.
 
Hierbei muss man ganz präzise wissen, ob der Scheitelwert oder der Effektivwert angewendet wird.

 
Schallintensität = Schalldruck · Schallschnelle
Schallintensität = (Kraft / Fläche) · (Schallauslenkung / Zeit)
Schallintensität = Schallenergie / (Fläche · Zeit) = Schallleistung / Fläche.

I = p · v = (F / A) · (ξ / t) = E / (A · t) = Pak / A.
 
Schalldruck p in Pa = N/m2Schallschnelle v in m/s − Intensität I in W / m2
N/m2 · m/s = W/m2                  Energie-Äquivalent: J (Joule) = N · m = W · s
 
Merke: In der Tontechnik werden bei Schallfeldgrößen immer (!) Effektivwerte angenommen, wenn nicht extra etwas anderes vermerkt ist.
Der Bezugsschalldruck ist p0 = 20 µPa = 2 × 10−5 Pa (Hörschwelle) und das ist der Effektivwert.

 
Schallwellen sind Längswellen (Longitudinalwellen) in der Luft, die wir als Vibration empfinden: Schalldruck, Amplitude, Schallintensität, Schallenergie, Tonalität, Impulshaltigkeit, Schärfe, Lautheit, Lautstärke, Lästigkeit, Rauhigkeit, Sprödigkeit, Seitlichkeit, Echohaltigkeit, Klarheit, Sprachverständlichkeit, Informationshaltigkeit.
 
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