Elektrischer Schwingkreis 1

 

Einführung:

 

 Aufbau-Experiment-Energiebetrachtung

 

Vorbemerkungen

 

Wir haben uns schon mit Schwingungen im mechanischen Bereich

beschäftigt (mechanische Schwingungen). Hier soll es jetzt um

Schwingungen im elektrischen Bereich gehen.

Hier schwingen also keine Massen, sondern Elektronen im Stromkreis.

Wir betrachten dabei die Größen Stromstärke und Spannung. Diese

ändern laufend Betrag und Richtung.

Es wird auch um andere Energien als in der Mechanik gehen. Im

 mechanischen Bereich interessierten uns mechanische Energie-

formen, wie potentielle und kinetische Energie. Im elektrischen

Bereich kümmern wir uns um elektrische und magnetische Energie

am Kondensator und an einer Spule.

 

Aufbau eines elektrischen Schwingkreises

Zunächst einmal zum prinzipiellen Aufbau eines Stromkreises, der zu

Schwingungen fähig ist. Er muss auf jedem Fall aus einem Konden-

sator und einer Spule bestehen. Die Spule hat ja auch noch einen

Ohmschen Widerstand, so dass das Ganze zunächst einmal sehr

einem Parallelkreis (RCL-Parallelkreis) ähnelt. Allerdings wird ihm

nicht von außen eine Wechselspannung aufgezwungen, sondern er

kann frei schwingen. Ihm muss aber natürlich am Anfang Energie von

außen zugeführt werden.

 

Hier ein typischer Aufbau, so wie man ihn in der Schule verwenden

kann.

 

Im Folgenden sieht man den realen Aufbau mit Geräten aus einer

gewöhnlichen Physiksammlung. Zunächst lädt man den Kondensator

(hier mit 7 V) auf. Dann wird der Schalter umlegt und die Spannungs-

quelle damit aus dem Stromkreis genommen. Wir beobachten jetzt

die Messgeräte. (s. Video)

 

Zum Nachbau: Kapazität C = 50 µF, Spule: Phywespulen n=12 000 Windungen in Reihe auf

Eisenkern, R = 4 kΩ je Spule, Amperemeter in Reihe, Voltmeter parallel zu C, beim Ampere-

meter auf die Polung achten (passt beim Video nicht!)

 

Das entsprechende Video:

 

Hinweis: am Amperemeter muss die Polung falsch eingestellt sein, weil die Phasenverschiebung nicht passt.

Bitte darauf achten, wenn man den Versuch selber durchführt!

 

Im Folgenden sehen wir einen Ausschnitt eines Videos von der Seite

„Physik mit c“.

 

Hinweis: Leider wird kein anschaulicher Aufbau mit Messgeräten benutzt. Die LEDs zeigen nur die Richtungs- änderung an. Ansonsten muss das Oszilloskop herhalten.

 

Zusammenfassung

 

 

Ein Stromkreis, der aus einer Spule und einem Konden-

sator besteht, ist zu elektrischen Schwingungen fähig.

Man spricht von einem elektrischen Schwingkreis

 

 

 

zurück zu Kapiteln aus dem Wechselstromkreis:

 

 

weiter zum nächsten Kapitel

 

 

zurück zur Übersicht „Wechselstromkreis“