Rezonans Nedir?

Herhangi bir cisim üzerinden ele alındığında, doğal frekansına eşit ya da yakın olacak şekilde titreşime maruz kalan maddenin yüksek oranda titreşime başladığı görülür. Diğer yandan herhangi bir darbeye maruz kalma durumunda da güçlü titreşimler oluşur. Bu titreme durumuna da rezonans adı verilir.

Rezonans nedir sorusunun en temel cevabı, maddenin hareket ile birlikte sahip olduğu titreşim frekansıdır. Rezonans ne demek ve nasıl gerçekleşir birkaç örnekle anlatılabilir. Mekanik maddeler ve cisimler, genellikle frekansa bağlı olarak titreme eğilimindedir. Bu titreme eğilimine de rezonans frekansı veya doğal frekans denir.

Bilindiği üzere harmoniklerin önemli bozucu etkilerinden biri de rezonans etkisidir. Endüktif reaktansın (iç direnç) kapasitif reaktansa eşit olduğu frekans rezonans frekansıdır.

Sistemlerde frekans arttıkça endüktif reaktans artarken, kapasitif reaktans tersi şekilde azalmaktadır. Buradan sistem frekansının endüktif reaktans ile doğru, kapasitif reaktans ile ters orantılı olduğu sonucunu elde edebiliriz.

Rezonansın Olumsuz Etkileri Nelerdir?

Sistem rezonansı, harmonik frekanslardan birine yakın değerlerde oluşursa, bu durum aşırı harmonik akım ve gerilimlerin ortaya çıkmasına sebep olacaktır.

Kondansatörler harmoniklerden en çok etkilenen sistem elemanlarıdır. Frekans arttıkça kondansatörün kapasitif direnci azalır. Uygulamada bunun anlamı; düşük bir harmonik gerilim yüksek kondansatör akımı çekilmesine sebep olabilmesidir. Kondansatör frekansı herhangi bir harmonik frekansına yakın ise kısmı rezonans meydana gelebilir ve bu durumda oluşan yüksek akım, kondansatörlerin ısınmasına ve dielektrik kayıpların oluşmasına sebep olur.

Rezonansların oluşmasını engellemek ve tesisin güvenli bir şekilde çalışması için harmoniklerin mümkün olduğu kadar engellenmesi gerekmektedir.

Kondansatörler, iç yapıları ve empedans değerleri sebebiyle, sistemdeki bozucu yükler tarafından oluşturulan harmoniklerin etkisini ilk ve yoğun bir şekilde üstüne çekmektedirler. Bunun sonucunda da hem elektriksel hem de mekanik olarak zorlanmaya başlayacaktırlar. Tesislerin sağlıklı çalışabilmesi için sadece kondansatör kullanılan kompanzasyon çözümünden ziyade, seri reaktörlerle donatılmış kondansatörler ile kompanzasyon yapmak daha uygun olacaktır.

Rezonans etkileri aşağıdaki şekilde listelenebilir;

• Endüktif ve kapasitif sistem elemanlarına ait gerilimler yükselir ve aşırı akım çekerler.
• Devre elemanalarında izolasyon zorlanmaları oluşur, kondansatörlerin dielektrik malzemelerinde delinmeler ve aşırı ısınmadan dolayı kalıcı hasarlar meydana gelebilir.
• Harmonik gerilimlerinin yükselmesi sonucunda, toplam harmonik bozunumun artmasıyla birlikte enerji kalitesi olumsuz etkilenir. 

Rezonans Olayı Nasıl Gerçekleşir?

Rezonans olayı nasıl gerçekleşir veya rezonans nasıl oluşur diye araştırıldığında ortak sonuç iki veya daha fazla değişkenin olduğudur. Bu durumda değişkenler arasında enerji depolama ve transfer edilebilirlik söz konusu olur. Enerji depolama ve transferin sonucunda da rezonanslar meydana gelir. Buna sarkacın kinetik ve potansiyel enerjisi örnek olarak verilebilir.

Rezonans olayında döngüler arasında bazı kayıplar görülebilir. Bunlara “sönüm” adı verilir. Sönüm, yani kayıplar küçük olduğu zaman rezonans frekansı da cisimin doğal frekansına yaklaşık olarak yakınlık gösterir. Rezonans olayının gerçekleştiği sistemlerde bazı durumlarda ayrı rezonans frekansları da gözlemlenebilir.

Manyetik Rezonans Nedir?

Öncelikle olarak rezonans çeşitleri ve manyetik rezonans nedir sorularını yanıtlayalım. Rezonans olarak geçen olay; elektromanyetik, nükleer manyetik, elektron spin, mekanik, kuantum ve akustik olarak farklı alanları etkileyen çeşitli titreşim tipi ve dalgalardan oluşur. Bunlardan manyetik rezonans olarak geçen türü, canlılarda iç yapıyı görüntülemeyi sağlayan emar (MR) cihazlarında kullanılır.

Sağlık alanında teşhis ve tedavide önemli ölçüde ihtiyaç duyulan MR kısaltmasıyla bilinen cihaz, sinyalleri görüntüye dönüşüme prensibine bağlı çalışır. Hidrojen çekirdeği gibi maddelerin yüksek seviye manyetik alan içerisinde uyulması sonucu belirli sinyaller yayılır. Bu cihaz, sinyalleri görüntüye çevirir ve yumuşak dokuları incelemeyi sağlar. Bu özelliği ile de manyetik rezonans görüntüleme olarak anlatılabilir ve aynı zamanda bu cihazın diğer bir adıdır.

Rezonans Frekansı Nedir?

Rezonans konusunda rezonans frekansı nedir sorusu da merak edilen hususlar arasındadır. Rezonans frekansı, genellikle doğrusal bir sistemin bazı frekanslarda büyük genliklerde salınması, titreşim göstermesi halidir. Gelen frekansa bağlı olarak küçük veya daha büyük titreşimler görülebilir.

Rezonans cihazı, manyetik frekans dalgaları ile çalışır. Bu cihazın halk arasında bilinen ismi ise MR’dir. MR cihazı ile aslında gerçekleşen nükleer manyetik rezonans görüntülemedir. Burada da akıllarda manyetik Rezonans ne işe yarar sorusu oluşur. Bu cihaz, içindeki çeşitli rezonans frekansları ile hastayı uyarır ve tedaviye imkan tanıyacak sonuçlar alınmasını sağlar. Rezonans frekansına ihtiyaç duyulan bu işlem ile özellikle beyin ve omurilik hastalıkları, bel fıtığı, kas - iskelet sistemi gibi rahatsızlıklar tespit edilebilir.

Rezonans Frekansı Nasıl Hesaplanır?

Rezonans frekansı nasıl hesaplanır sorusuna en kısa şu şekilde cevap verilebilinir. Rezonans frekansı hesaplarken rezonans devreleri baz alınabilir. Devreler, alıcı ve vericilerin çalışma frekanslarını ayarlama ve kontrol etmede kullanılır. Ayrıca radyo alıcılarında istenen istasyonun frekansını ayarlarken de rezonans devrelerine ihtiyaç duyulur.

Elektrikte rezonans frekansı hesaplarken birtakım formüller gerekir. Bu formül ise şöyledir: Devrenin empedansı Z=R olduğunda kaynaktan I=U/Z=U/R akımı çekilir. Bu da gerilimle aynı fazdadır. Devreye göre endüktif reaktans kapasitif reaktansa f0 frekansında eşit olduğunda, f0 değeri rezonans frekansını oluşturur.

Rezonans Kanunu Nedir?

Peki, rezonans kanunu nedir, şimdi ona bakalım. Rezonans kanunu için ortamda bir rezonans değerinin olması gerekir. Rezonansın olması için farklı iki çeşit enerji depolayabilen eleman bulunmalıdır. Bunlar mekanik sistem veya elektrik devreleri için farklı şekillenir. Mekanikte kütle ve yay, devrede ise L ve C olmalıdır. Bunlardan biri eksik olduğunda rezonans durumundan söz edilemez. Uygulanan gerilim ile geçen akım aynı fazda olduğunda devre rezonans halindedir denebilir.

Rezonans, temelde titreşime dayalı bir sistemdir. Rezonans kanunu da evrendeki her şeyin birbiriyle bu sayede iletişimde olduğu anlamına gelir. Her canlı ve cansız cismin herhangi bir etkene bağlı olarak titreşmesi söz konusudur. Bu titreşimler ile bir iletişim sağlanır. Vücutta bulunan organlar, hücreler, bitkiler ve hayvanlar olmak üzere tüm canlıların ve nesnelerin kendine özel titreşimleri vardır. Madde açısından incelendiğinde de farklı objelerin farklı frekanslara karşı çeşitli titreşim hareketi gösterdiği görülür. Bu da maddenin titreşim enerjisi olarak incelenebilir.

Rezonans Nasıl Engellenir?

Rezonans nasıl engellenir ve neden engellenmelidir önemli konular arasındadır. Özellikle inşaat sektöründe rezonans değerine ekstra önem verilir. Bunun sebebi ise yanlış hesaplamalarla inşa edilen bir yapının çeşitli etmenlere bağlı olarak yüksek oranda titreşmesi sonucu büyük hasarlar görülebilmesi ihtimalidir. Binalarda çatlaklar, kırıklar, göçükler oluşabilir. Tüm bunlara bağlı olarak da engellenmesi, kontrol altına alınması gerekir.

Rezonans durumu için çeşitli cihazlar ile kontrol yapılmalı ve gerekli hesaplamalar yapılarak yola çıkılmalıdır. Harmonik adı verilen, pozitif tam sayı değerine sahip frekans dalgaları, rezonans oluşumuna neden olur. Rezonansı kontrol altına almak ve engellemek için harmoniklerin mümkün olan en iyi şekilde engellenmesi gerekir.

Rezonansın etkileri pozitif ve negatif olarak ikiye ayrılır ve şu şekilde sıralanabilir:

• Pozitif etki; gruplar delokalizasyon işlemi ile elektronları bıraktığında görülür. Bu bırakma işlemi diğer moleküllere doğru gerçekleşir. +R veya +M ile ifade edilir. Pozitif etki sürecinde moleküler elektron yoğunluğu da artar.
• Negatif etki; gruplar elektronları delokalizasyon işlemi ile çeker. Diğer moleküllerden elektron çekme işlemi tamamlandığında negatif etki görülür. -R veya -M harfi kullanılarak gösterilir. Moleküler elektron yoğunluğu, negatif etki sürecinde azalır.

Rezonansı Önlemek İçin Ne Yapmalıyız?

Rezonansı önlemek için doğru bir araştırma ve hesaplama yapılmalıdır. Yapılar için zemin araştırması yapılırken çok daha derine inilip zemin hakim periyodunun geniş kapsamlı olacak şekilde belirlenmesi de önemlidir. Aksi durumda iyi hesaplama yapılmayan yapılarda rezonans durumuna bağlı olarak yoğun titreşimler sonucu hasarlar veya yıkımlar görülebilir.

Rezonans, kondansatör başta olmak üzere elektrik devreleri üzerinde çeşitli etkilere sahiptir. Buna bağlı olarak sistem mekaniğine etkileri şu şekildedir:

• Rezonans ile kapasitif ve endüktif sistem elemanlarına ait olan gerilimler yükseliş gösterir. Yükselen gerilimin sonucunda aşırı akım çekme durumu görülür
• İzolasyon açısından devre elemanlarında zorlanmalar meydana gelir. Aşırı ısınmadan kaynaklı delinmeler ve kalıcı hasarlar oluşur.
• Akım harmoniğinin mevcut geriliminin yükselmesine bağlı olarak toplam akım harmoniği bozunumu artar. Buna bağlı olarak enerji kalitesinde düşüş gözlemlenir.

Rezonans Halinde Ne Olur?

Rezonans, özet haliyle maddelerin titreşmesi frekansı ise rezonans halinde oluşacak durum ekstra gerçekleşen titreşimlerdir. Zararsız olması için maddeye uygun oranda bir frekans ulaşması gerekir. Aksi durumda sabit halde, hareketsiz bir cisme uygulanan titreşim frekansı yoğun olduğunda bu frekans cisme zarar verebilir.  Ses dalgaları da bir rezonans örneğidir ve bu zarara şöyle bir örnek verilebilir: Yüksek desibel seviyesinde bir ses, bardağa veya herhangi bir cam nesneye uygulandığında nesnede başta ufak ve daha sonrasında gözle çok rahat görülür şekilde titreşimler meydana gelir. Bu titreşimler sonucunda cam nesnede çatlama, kırılma, patlama durumları gözlemlenebilir.

Rezonans Hangi Amaç İle Kullanılır? 

Rezonans, evrendeki her şeyin kendine has titreşimi olduğunu ifade eder. Buna bağlı olarak yoga ve meditasyon ile ilgilenen kişiler de rezonans kanunu hakkında derin düşüncelere dalar. İstenen bir olgunun gerçekleşmesinin enerjiye ve evrene gönderilen mesaja bağlı olduğuna inanış vardır. Medikal anlamda rezonansa, MR cihazlarında ihtiyaç duyulur. MR cihazları ile hastalık tanısı netleşir, tanı konulur ve tedavi sürecine geçilir. Belirli frekans değerleri ile çalışan cihaz manyetik görüntüleme sistemidir. Rezonansa ihtiyaç duyulan diğer bir alan ise bina inşa süreçleridir. Deprem dalgalarına maruz kalındığında binanın salınımını engellemek amacıyla özel rezonans hesaplamaları yapılır.