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Aufgabe

Grundgedanke der Rundfunktechnik (Abitur BY 2001 GK A2-2)

Schwierigkeitsgrad: mittelschwere Aufgabe

Der Grundgedanke der Rundfunktechnik besteht darin, akustische Schwingungen von Sprache oder Musik in elektrische Schwingungen umzuwandeln und diese durch Modulation einer hochfrequenten elektromagnetischen Trägerwelle aufzuprägen.

a)Erläutern Sie am Beispiel eines der beiden üblichen Verfahren das Prinzip der Modulation. (5 BE)

Bei Ultrakurzwellen wird vom Empfänger das ankommende elektrische Feld, bei Mittel- und Langwellen das magnetische Feld genutzt.

b)Wie muss dementsprechend die Empfangsantenne für Ultrakurzwellen beziehungsweise für Mittel- und Langwellen gebaut und ausgerichtet sein? (4 BE)

In einem Empfängerkreis mit L = 0,55µH und C = 4,9pF, der als idealer Schwingkreis mit seiner Eigenfrequenz schwingt, wird mit einem Oszilloskop der Scheitelwert der Wechselspannung zu Um = 0,60V gemessen.

c)Berechnen Sie den Scheitelwert Im der Stromstärke. (5 BE)

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Hinweis: Bei dieser Lösung von LEIFIphysik handelt es sich nicht um den amtlichen Lösungsvorschlag des bayr. Kultusministeriums.

a)Man unterscheidet die Frequenz- und die Amplitudenmodulation. Im Weiteren soll die Amplitudenmodulation erläutert werden:

Die Amplitude der hochfrequenten Trägerschwingung wird im Takte der niederfrequenten Signalschwingung moduliert (vgl. Skizzen):

b)● Will man das E-Feld nutzen (UKW), so muss man den Empfangsdipol (enthält außerdem HF-Diode) parallel zu den E-Feldlinien orientieren, damit die Influenzierung im Dipol optimal ist.

● Will man das B-Feld nutzen (MW, LW), so muss man die Induktionsspule (mit HF-Diode) so orientieren, dass die Spulenachse parallel zu den B-Feldlinien liegt. Dann ist die Induktion in der Spule optimal.

c)Im Schwingkreis "pendelt" die Energie stets zwischen Energiereservoiren "Kondensator" und "Spule". Im ungedämpften Kreis muss die maximale elektrische Energie gleich der maximalen magnetischen Energie sein: \[\frac{1}{2} \cdot C \cdot U^2_m = \frac {1}{2} \cdot L \cdot I^2_m \Rightarrow I_m = U_m \cdot \sqrt{\frac{C}{L}} \Rightarrow I_m = 0,60 \cdot \sqrt {\frac{4,9 \cdot 10^-12}{0,55 \cdot 10^-6}} \rm{A} = 1,8 \rm{mA} \]