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Der elektrische Schwingkreis

Ein Elektrischer Schwingkreis, besteht aus einem Kondensator und einer Spule.

Versuchsaufbau:
Kondensator mit 40μF, Spule mit 600H, Drei-Punkt-Schalter, Gleichspannungsquelle, 2 Voltmeter, 1 Amperemeter

Versuchsdurchführung:
Ein Kondensator und eine Spule werden parallel geschaltet. Der Kondensator kann über einen Drei-Punkt-Schalter an eine Spannungsquelle angeschlossen und aufgeladen werden Zuerst wird der Schalter so geschaltet,so dass der Kondensator aufgeladen wird (Ladekreis). Danach wird der Drei-Punkt-Schalter zum Schwingkreis umgeschaltet.

Versuchsbeobachtung:
Die Spannung durchläuft eine gedämpfte Schwingung mit einer Anfangsamplitude von 100V und einer Schwingungsdauer von 1 Sekunde. Nach 15 Sekunden ist die Amplitude auf 0V abgesunken.
Die Stromstärke durchläuft ebenfalls eine Schwingung. Die Anfangsamplitude beträgt 150mA und sinkt ebenfalls in 15 Sekunden auf 0V ab. Die Schwingungen von Spannung und Stromstärke besitzen die gleiche Frequenz und sind phasenverschoben um T/4.



Versuchserklärung:
t(0): Beim Start des Versuchs ist der Kondensator voll geladen.

t(T/8): Der Kondensator ist halb entladen es fließt ein Strom und das Magnetfeld ist halb aufgebaut.

t(T/4):Der Kondensator ist entladen. Der Strom fließt maximal und in der Spule ist das Magnetfeld vollständig aufgebaut.

t(3T/8): Das Magnetfeld bricht zusammen, weil die Stromstärke sinkt. Dabei wird ein Strom induziert, der in die Richtung des ursprünglichen Stromes fließt, wodurch der Kondensator umgekehrt aufgeladen wird.

t(T/2):Der Kondensator ist umgekehrt aufgeladen. In der Spule ist kein Magnetfeld mehr vorhanden.

t(5T/8): Der Kondensator ist halb entladen es fließt ein Strom und das Magnetfeld ist halb aufgebaut.

t(3T/4):Der Kondensator ist wieder entladen. Der Strom fließt maximal und in der Spule ist das Magnetfeld vollständig aufgebaut.

t(7T/8): Das Magnetfeld bricht zusammen, weil die Stromstärke sinkt. Dabei wird ein Strom induziert, der in die Richtung des ursprünglichen Stromes fließt, wodurch der Kondensator umgekehrt (also wie beim Start) aufgeladen wird.

t(T): Der Kondensator ist wieder aufgeladen wie am Anfang (aber etwas weniger). In der Spule ist kein Magnetfeld mehr vorhanden.

In einem Schwingkreis wird ständig elektrische Energie in magnetische Energie umgewandelt. Durch den Widerstand des Schaltkreises gibt es ein Energieverlust in Form von Wärmeenergie.

Erstellt von Y.A. mit Ergänzungen durch Herrn Ecker 28.6.2014