Verstärkung (Physik)

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Verstärkung (engl. gain) ist die Vergrößerung einer variablen physikalischen Ausgangsgröße gegenüber einer Eingangsgröße nach einem eindeutigen, möglichst proportionalen Zusammenhang. Die Größen können in erster Linie mechanische Größen, elektrische Größen oder Licht sein. Vorzugsweise sind dabei Ein- und Ausgangsgröße gleichartig. Mit einem Verstärker, beispielsweise einem elektrischen oder einem optischen Verstärker, ist eine Erhöhung der abgebbaren Leistung möglich, wozu Energie zugeführt werden muss.

Der Begriff Verstärkung wird verwendet

Die Verstärkung hängt im Allgemeinen ab von den Eigenschaften des Eingangssignals, für die technische Anwendung vor allem von der Frequenz.

Für quantitative Angaben verwendet man den Verstärkungsfaktor T als das Verhältnis von Ausgangsgröße zu Eingangsgröße [1]; er kann eine komplexe Zahl sein:

Wenn wird, es also zu einer Abschwächung kommt, gibt man besser den Dämpfungsfaktor an.

Von diesen beiden Größen verwendet man jeweils diejenige, die im Betrag größer als eins ist, wodurch deren Betrag einen positiven Logarithmus hat.

Häufig wird auch ein Verstärkungsmaß als logarithmische Größe angegeben. Bei gleichartigen Größen, von denen die Leistung quadratisch abhängt, z. B. elektrische Spannungen, Stromstärken oder Schalldrücke, wird das Verstärkungsmaß gebildet:

Beispielsweise gilt für Effektivwerte der Spannung :[1][2]

Einzelnachweise

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  1. a b DIN 40148-1 Übertragungssysteme und Zweitore – Begriffe und Größen
  2. DIN EN 60027-3; Formelzeichen für die Elektrotechnik: Logarithmische und verwandte Größen und ihre Einheiten