Erzwungene Schwingung

Die erzwungene Schwingung ist die Bewegung, die ein schwingungsfähiges System (Oszillator) während einer zeitabhängigen äußeren Anregung ausführt. Ist die Anregung periodisch, geht die erzwungene Schwingung nach einem Einschwingvorgang allmählich in die stationäre erzwungene Schwingung über. Bei der stationären erzwungenen Schwingung vollführt der Oszillator eine periodische Schwingung, deren Frequenz, unabhängig von seiner Eigenfrequenz, nur durch die äußere Anregung gegeben ist. Dabei schwingt der Oszillator mit einer zeitlich konstanten Amplitude, die besonders große Werte hat, wenn der Oszillator nur schwach gedämpft ist und die Anregungsfrequenz in der Nähe seiner Eigenfrequenz liegt (siehe Resonanz).

Erzwungene Schwingungen treten in vielen Bereichen des Alltags auf. In der Physik und Technik werden insbesondere erzwungene harmonische Schwingungen vielfach als Modell für die Reaktion eines Systems auf äußeren Einwirkungen genutzt. In der Mechanik erfolgt die Anregung typischerweise durch eine periodische Kraft auf einen Körper oder eine periodische Verschiebung seiner Ruhelage, in der Elektrotechnik und Elektronik durch eine Wechselspannung oder einen Wechselstrom, in der Optik und der Quantenphysik durch eine Elektromagnetische Welle, in der Quantenphysik auch durch eine Materiewelle.

Eine parametererregte Schwingung ist keine erzwungene Schwingung, da die Anregung nicht durch äußere Einwirkung, sondern durch Änderung von systemeigenen Parametern wie der Eigenfrequenz oder Lage des Schwerpunkts geschieht.