Der elektrische Schwingkreis - Lösungen der Aufgaben.
1a. ) | Die Frequenz des Schwingkreises beträgt etwa 419 Hz (Anzeige oben
im Diagramm) |
1b.) | Die Herleitung der Gleichung für die Periodendauer und Frequenz eines elektrischen Schwingkreises findet man hier. Für doppelte Frequenz muss die Kapazität gerade 1/4 des
ursprünglichen Werts, also 1 Mikrofarad betragen. |
1c.) | Entsprechendes gilt auch für die Eigeninduktivität. Um doppelte Frequenz zu erhalten muss die Eigeninduktivität L nun 1/4 des ursprünglichen Wertes betragen (9 mH). |
1d.) | Wird der ohmsche Widerstand des Spulendrahtes vergrößert
(sehr dünner Draht bei gleicher Windungszahl), so klingen die Schwingungen
schneller ab. |
1e.) | Vor dem Umschalten des Schalters ist sowohl der Kondensator geladen
(W = 1/2*C*U2) als auch die Spule stromdurchflossen
(W = 1/2*L*I2). |
2a.) | Ver dem Schließen des Schalters ist die Spule stromlos. Wird der Schalter geschlossen, so entlädt sich der Kondensator über die Spule, die Stromstärke steigt an. |
2b.) | Zunächst ist der Schalter geöffnet und die Stromstärke
ist null. Wird der Schalter geschlossen, baut sich in der Spule ein Magnetfeld
auf. Die entstehende Selbstinduktionsspannung wirkt der äußeren
Spannungsquelle entgegen (Lenz'sche Regel) und bewirkt, dass die
Stromstärke nur langsam auf ihren Endwert (ca. 800 mA bei 10V und 12 Ohm)
ansteigt. |
3a.) | Ist die Spannung am Kondensator 0 Volt, ist die Stromstärke
maximal. In diesem Augenblick steckt die ganze Energie des Schwingkreises im
Feld der Spule. |