RCL-Schwingkreis 1Hz < Physik < Naturwiss. < Vorhilfe
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(Frage) beantwortet  | | Datum: | 16:52 Do 29.03.2007 | | Autor: | ONeill |
Hy!
In den Lern-Line Vorgaben zum Zentralabi 2007 in Physik steht unter den Inhaltlichen Schwerpunkten folgendes:
"Elektromagnetismus Schwingungen und Wellen
-Elektromagnetischer Schwingkreis, Analogie zum mechanischen Oszillator (RCL-Schwingkreis 1Hz,Federpendel)"
Alles verständlich außer der "RCL-Schwingkreis 1Hz"
Als Schwingkreis mit nem ohmschen Widerstand, einer Spule und einem Kondensator kenn ich nur den Serienresonanzkreis oder höchstens auch noch den Parallelresonanzkreis.
Darum wollt ich euch mal fragen, was ich unter diesem Stichwort nun zu verstehen hab.
Danke!
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(Antwort) fertig  | | Datum: | 16:59 Do 29.03.2007 | | Autor: | Kroni |
Hi,
unter RCL-Schwingkreis verstehe ich einen Schwingkreis, der NICHT ideal ist.
Normalerweise betrachtet man ja einen Kondensator und eine Spule, vernachlässigt dann den Widerstand und spricht vom idealem Schwingkreis (den es aber selbst bei Supraleitenden Leitungen, also R=0 Ohm nicht geben kann, da die Spule IMMER elektromagnetische Energie abstrahlt).
Dafür die GEsetzt kennen wir ja.
Das, was die Leute dann wohl meinen ist: Du bastelst jetzt noch einen Widerstand dort herein. D.h. es geht noch mehr Energie verloren.
Hier musst du dann z.B. mit Hilfe der Meißnerschaltung im Takt Energie hinzufügen.
Warum und weshalb die da genau 1Hz hingeschrieben haben, das weiß glaube ich niemand so genau.
Hab gerade mal gegoogelt, und konnte dazu auch keine Antwort finden.
Kann aber morgen mal meinen Lehrer fragen.
Sláin,
kroni
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(Antwort) fertig | | Datum: | 17:41 Do 29.03.2007 | | Autor: | leduart |
Hallo
1Hz Schwingkreis, weils da so nen schoenen "Leybold" Versuch dazu gibt, und weil die Didaktiker denken, dass man wenns langsam schwingt besser mechanisch und elektr. Schwingkreis vergleichen kann.
du solltest "vernuenftige" vorgaben fuer C,L bzw D,m
machen koennen um die 1Hz rauszukriegen es kommt zwar nur auf D/m bzw L*C an, aber die einzelnen Groessen sollten noch vernuenftig sein!
Das R in dem Schwingkreis wird auf der Schule meist nur qualitativ betrachtet, ebenso wie die Reibung im mech. Fall.
Schwierigste Frage dazu, die ich kenn:
Schaetze den Energieverlust innerhalb 1/2 Periode ab, wenn [mm] R=10\Omega [/mm] oder so was.
Gruss leduart
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 17:49 Do 29.03.2007 | | Autor: | Kroni |
Hi,
hast du evtl. einen Link o.ä., wo etwas über den "Leybold" Versuch steht?
Kann dazu leider nichts bei Google finden=(
Nun gut, ich meine, was soll man dazu sagen, wenn man die Verlustenergie abschätzen soll....
Die wird wohl innerhalb einer halben Periode bei R=10 Ohm nicht so dramatisch abfallen.
Gefühlsmäßig würde ich dazu sagen, dass der Schwingkreis noch mehr als 1 Periodendauer "überlebt".
Aber was sollte man da großartiges bei einer solchen Fragestellung schreiben, wenn man so etwas noch nie berechnet hat.
Slaín,
Kroni
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(Antwort) fertig | | Datum: | 20:52 Do 29.03.2007 | | Autor: | leduart |
Hallo
Wenn R nicht zu gross ist, laesst du [mm] U_0 [/mm] und [mm] I_0 [/mm] eine halbe Peride konstant und rechnest dann [mm] \Delta $W=\integral_{0}^{T/2}{I^2(t) dt}$ [/mm] mit [mm] $I(t)=I_0*sinwt$; $w=\wurzel{1/LC}$
[/mm]
Dann aus [mm] W_{neu}=W_{alt}-\delta [/mm] W und [mm] W=C/2U^2 [/mm] das neue U aus. damit hat man ne gute Abschaetzung fuer die Aenderung der Amplitude, wenn man nachtraeglich zeigt, dass die Aenderung nicht zu gross ist.
fuer den link wuerd ich bei leybold selbst suchen, Lehrmaterialien,
hab grad keine Zeit dazu.(oder frag deinen Lehrer.)
Gruss leduart
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(Mitteilung) Reaktion unnötig  | | Datum: | 12:33 Fr 30.03.2007 | | Autor: | Kroni |
Hi,
habe heute nochmal mit meinem Lehrer geredet.
Dort kamen wir dann zu folgendem Ergebnis:
Rechnen können wir nichts, da wir die DGL nicht lösen können. D.h. wir können nur Argumentieren.
Dazu kann mann dann zu eine RCL-Schwingkreis mit f=1Hz folgendes sagen:
Da die Frequenz so niedrig ist, kann man die Energieabstrahlung der Spule als Null betrachten (da die Abstrahlungsenergie proportional zur Frequenz ist).
D.h. den einzigen Energieverlust "erleidet" der Schwingkreis durch den Widerstand in Form von Wärmeenergie.
Nun gut, wir wissen, dass sich die Stromstärke bei einer LR und RC Kette exponentiell verhält, s.h. hier:
![[a]](/images/paperclip.gif "Dateianhänge") [Bild Nr. 1 (fehlt/gelöscht)]
D.h. wir können auf den Schwingkreis zurückschließen, dass dann die Amplitude der Stromstärke exponentiell abnimmt.
Hinzu kann man noch mit etwas mehr Wissen sagen, dass sich die Resonanzfrequenz verändert (ich meine, dass die Frequenz größer würde).
Das wäre alles, was wir auf unserem LK Niveau dazu sagen können.
Sláin,
Kroni
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(Mitteilung) Reaktion unnötig | | Datum: | 12:33 Fr 30.03.2007 | | Autor: | Kroni |
Hi,
habe heute nochmal mit meinem Lehrer geredet.
Dort kamen wir dann zu folgendem Ergebnis:
Rechnen können wir nichts, da wir die DGL nicht lösen können. D.h. wir können nur Argumentieren.
Dazu kann mann dann zu eine RCL-Schwingkreis mit f=1Hz folgendes sagen:
Da die Frequenz so niedrig ist, kann man die Energieabstrahlung der Spule als Null betrachten (da die Abstrahlungsenergie proportional zur Frequenz ist).
D.h. den einzigen Energieverlust "erleidet" der Schwingkreis durch den Widerstand in Form von Wärmeenergie.
Nun gut, wir wissen, dass sich die Stromstärke bei einer LR und RC Kette exponentiell verhält, s.h. Anhang.
[Dateianhang nicht öffentlich]
D.h. wir können auf den Schwingkreis zurückschließen, dass dann die Amplitude der Stromstärke exponentiell abnimmt.
Hinzu kann man noch mit etwas mehr Wissen sagen, dass sich die Resonanzfrequenz verändert (ich meine, dass die Frequenz größer würde).
Das wäre alles, was wir auf unserem LK Niveau dazu sagen können.
Das Bild habe ich aus der Wikipedia: http://de.wikipedia.org/wiki/Bild:Ged%C3%A4mpfteSchwingung.PNG
Sláin,
Kroni
Dateianhänge:
Anhang Nr. 1 (Typ: PNG) [nicht öffentlich]
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![[aufgemerkt]](/images/smileys/aufgemerkt.gif "[aufgemerkt]"){kind=small}
