Elektromagnetische Schwingungen
Versuche
Induktive Kopplung
| a) Nachweis der Phasenverschiebung zwischen Strom und Spannung im Schwingkreis |
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Man erregt mit Hilfe des Sinusgenerators die kleine Spule (links) zu Schwingungen. Dabei beginnt man bei kleinen Frequenzen und steigert bis zur Resonanzfrequenz (ca. 11 kHz). Man oszilloskopiert mit Kanal I die Spannung am Kondensator und mit Kanal II die Stromstärke im Schwingkreis (als Spannungsabfall an dem kleinen Widerstand.
Ergebnis:
Im Resonanzfall ist die Spannung am Kondensator besonders hoch, die Phasenverschiebung zwischen Strom und Spannung beträgt in diesem Fall 90°. |
| b) Zusammenhang der Spannungen im Erregerkreis und im Resonatorkreis |
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- Man koppelt induktiv an die Spule des ersten Schwingkreises (Erregerkreis) die Spule des zweiten Schwingkreises (Resonatorkreis).
- Man stellt die Frequenz des Sinusgenerators auf die Eigenfrequenz des Erregerkreises ein und oszilloskopiert mit Kanal I die Spannung am Kondensator des Erregerkreises. Die Windungen der Spule des Resonatorkreises sind auf der Vorderseite abisoliert, so dass man mit dem gelben Kabel verschiedene Windungszahlen am Resonatorkreis einstellen kann.
- Man oszilloskopiert mit Kanal II die Spannung am Kondensator des Resonatorkreises und steigert langsam die Windungszahl.
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Ergebnisse:
| a) |
Windungszahl im Resonatorkreis ist kleiner als im Erregerkreis:
- Die Erregerfrequenz ist kleiner als die Resonatoreigenfrequenz.
- Erregerspannung und Resonatorspannung sind gleichphasig.
- Die Resonatorspannung ist relativ klein.
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| b) |
Windungszahl im Resonatorkreis ist gleich der im Erregerkreis:
- Die Erregerfrequenz ist gleich Resonatoreigenfrequenz.
- Erregerspannung und Resonatorspannung sind um 90° phasenverschoben.
- Die Resonatorspannung ist relativ groß.
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| c) |
Windungszahl im Resonatorkreis ist größer als im Erregerkreis:
- Die Erregerfrequenz ist größer als die Resonatoreigenfrequenz.
- Erregerspannung und Resonatorspannung sind gegenphasig.
- Die Resonatorspannung ist relativ klein.
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