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Elektromagnetische Schwingungen: Schwingkreis aus Kondensator und Spule

Elektromagnetische Schwingungen: Schwingkreis aus Kondensator und Spule. Inhalt. Reihenschaltung von Kondensator Spule Elektromagnetische Schwingung. Spannung über dem Kondensator. Volt. 1. 0. 0,5. Spannung über der Spule. Volt. 1. 0. 0,5.

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Elektromagnetische Schwingungen: Schwingkreis aus Kondensator und Spule

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Presentation Transcript

  1. Elektromagnetische Schwingungen: Schwingkreis aus Kondensator und Spule

  2. Inhalt • Reihenschaltung von • Kondensator • Spule • Elektromagnetische Schwingung

  3. Spannung über dem Kondensator Volt 1 0 0,5

  4. Spannung über der Spule Volt 1 0 0,5 Blau, dünn: Richtung des Stroms in einer Windung der Spule Blau, fett: MagnetischeFeldstärke Rot: mit „I-Punkt“ in einer Windung der Spule induzierte elektrische Feldstärke Bei Anlegen einer Spannung UL an eine Spule richtet sich der Strom so ein, dass die induzierte Spannung Uind die anliegende Spannung kompensiert: UL = - Uind

  5. Reihenschaltung von Kapazität und Induktivität Blaue Füllung: Stromfluss Pfeile für Feldstärken: blau magnetisch, rot elektrisch

  6. Analyse mit der Kirchhoffschen Maschenregel Bei Anlegen einer Spannung UL an eine Spule richtet sich der Strom so ein, dass die induzierte Spannung Uind die anliegende Spannung kompensiert: UL = - Uind

  7. Kapazität und Induktivität –Schwingungsgleichung für die Ladung

  8. Lösung der Schwingungsgleichung Die Verkleinerung der Bauteile, kleine Kapazität, kleine Induktivität, erhöht die Frequenz

  9. Spannung und Strom im “Schwingkreis“ Der Strom ist gegenüber der Spannung um 90° „phasenverschoben“

  10. Die harmonische Schwingung y x

  11. C, V s A s A/s s

  12. Zwei „Funktionen-Familien“

  13. Versuch • Elektrischer Schwingkreis • Berechnung der Eigenfrequenz aus Kapazität und Induktivität

  14. Elektrischer Schwingkreis im Versuch

  15. Zusammenfassung • Die Reihenschaltung von Kapazität und Induktivität ergibt einen elektrischenSchwingkreis • Nach Anregung „schwingt“ Spannung und Strom • der Strom ist gegenüber der Spannung um 90° „phasenverschoben“ • Quadrat der Kreisfrequenz ω^2=1/(L·C) [1/s^2] • L Induktivität [Henry] • C Kapazität [Farad] • Die elektrische Energie ist abwechselnd • im Magnetfeld der Spule und • im elektrischen Feld des Kondensators lokalisiert • Die Verkleinerung der Bauteile (Kapazität, Induktivität) erhöht die Frequenz

  16. finis

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