Physik 12. Klasse <__<

[Mordechaj]

Ein elektromagnetischer Schwingkreis besteht aus einem geschlossenen Stromkreis mit einem Kondensator und einer Spule.
Der Vorgang beginnt mit dem Aufladen des Kondensators. Ist dem so geschehen, wird die Spannungsquelle entfernt und der Kondensator wird so in den Stromkreis gekoppelt, dass er sich über die Spule entlädt.
Auf diese Weise wird ein Magnetfeld in der Spule induziert. Dabei kommt es zu einer Induktionsspannung, die ihrer Ursache - dem elektischen Stromfluss vom Kondensator - entgegen wirkt (Lenz'sches Gesetz). Das baut sich so auf, bis der Kondensator entladen ist, die Induktionsspannung ist nun maximal und wirkt in Richtung des Kondensators, sodass dieser wieder aufgeladen wird, allerdings genau entgegengesetzt gepolt wie vorher. Der Kondensator entlädt sich anschließend wieder und der Vorgang beginnt von vorn.


(Ich hoffe, das Bild ist zumindest im Ansatz irgendwie übersichtlich ;_;")

Es kommt dabei zur kontinuierlichen Energieumwandlung: Ist der Kondensator vollständig aufgeladen, ist die elektrische Energie maximal. Durch die Aufladung der Spule und die Entladung des Kondensators erhöht sich die magnetische Energie bis sie ein Maximum erreicht hat und wieder zu elektrischer Energie umgewandelt wird.
Das geht jetzt so weiter, bis die so entstandene Schwingung vollständig ausgedämpft ist und zum Stillstand kommt. Mann muss also weiterhin Energie, durch spezielle Kopplungen, zuführen, um die Schwingung zu erhalten.

Arten der Kopplung (Arten des elektromagnetischen Schwingkreises):
Direkte (galvanische): eine zweite Spannungsquelle steht im Stromkreis
Kapazitive: ein zweiter Kondensator steht im Stromkreis
Induktive: eine zweite Spule steht im Stromkreis
Alle drei Kopplungen führen periodisch Energie zu

Anwendungsbeispiele:
Senderabstimmung beim Radio: Der Schwingkreis wird mithilfe eines Drehkondensators verändert und auf einen bestimmten Frequenzbereich eingestellt. (So auch beispielsweise beim Funkgerät)
Im sogenannten Saugkreis zur Frequenzfilterung: http://de.wikipedia.org/wiki/Saugkreis
Als Oszillatorschaltung zur Erzeugung von Wechselspannungen: http://de.wikipedia.org/wiki/Oszillatorschaltung

Und ja: elektrische und elektromagnetische Schwingkreise sind zumindest laut der Definition die wir erhalten haben das selbe =).



Interessantes dazu hab ich leider nicht inpetto, ich find E-Lehre und Magnetophysik richtig gemein langweilig, obwohl man sich hier immer die guten Noten holen kann. Höchsten das hier wäre noch ein nennenswerter Link: http://www.walter-fendt.de/ph11d/schwingkreis.htm
(naja, gerade spannend ist das nicht ;_;")

Ich hoffe, ich konnte dir trotzdem ein bisschen helfen =3.

[Faelis]

Danke @ theBiber und Eynes'Prayer

Ihr habt mir sehr viel weiter geholfen, ich hab beim ersten mal durchlesen schon mehr verstanden als in meinem Buch. Aber vlt liegt das ja nicht an dem Buch sondern an diesem schrecklichen Physikunterricht den ich mit diesem Buch verbinde. Wenn mir jemand das Thema halt anders erklärt fällt es mir leichter mir das Thema zu erarbeiten.

Meins du mit mathematischen Grundlagen allgeim was man seit der 5 Klasse alles lernt oder speziell die Grundlagen für Physik ab den höheren Klassen?

[TheBiber]

Meins du mit mathematischen Grundlagen allgeim was man seit der 5 Klasse alles lernt oder speziell die Grundlagen für Physik ab den höheren Klassen?

...

Differentialgleichungen sind Hochschulmathematik. Eventuell werden sie im LK Mathe unterrichtet, aber nicht zwingend. Sie sind notwendig, um Schwingkreise zu berechnen. Ohne sie kann man allerhöchstens einfache Schwingkreise wie unsere Beispiele betrachten und durch Formeln des harmonischen Oszillators vergleichen.

Man findet beispielsweise heraus, dass der Strom oder die Spannung harmonisch schwingt, d.h. sie sind periodische Funktionen der Zeit t. Formal sieht das so aus, wenn man jetzt den Widerstand R vernachlässigt:

Spannung:
Strom:

U und I sind hierbei die Amplituden und die phi's die Phasenverschiebungen. Den Zusammenhang der beiden Funktionen kann ich hier leider nicht aufzeigen, da dieser vom Schaltungstyp, den Elementen selbst, den Anfangsbedingungen (Kondensator geladen?) und der Anregung (Gleichspannung, Wechselspannung oder Signal) abhängt.

Omega ist die Kreisfrequenz und meistens definiert als:

In der Mechanik gibt es die Analogie für die Auslenkung einer an eine Feder (Federkonstante k) gekoppelten Masse m:



Auch hier wieder mit Amplitude und Phasenverschiebung. Die Kreisfrequenz ist hier dann anders definiert:


Falls du dich schon etwas mit Analysis auskennst, könnte ich dir mathematisch ein Beispiel für einen Schwingkreis herleiten, falls du willst.

[Faelis]

Mit Analysis hatte ich zwar schon im Mathe GK zu tun mehr sagt mir das Thema leider nicht mehr, zudem fällt es mir immer schwer mein mathematisches Wissen auf andere Sachen zu transferieren, wäre also zu viel Erklärungsbedarf <_<

[daenerys]

Bist du sicher, dass du die Herleitung für den Schwingkreis nicht brauchst?
Auf der anderen Seite bist du ja GK... Mhh....

[TheBiber]

Für ein Referat in der Schule ist eine solche mathematische Herleitung nicht nötig, man kann höchstens zusätzlich punkten damit. Aber wenn man sowieso etwas mühe damit hat, würde ich es eher lassen, um nicht mit unangenehmen Fragen konfrontiert zu werden.

[Faelis]

Die Aufgabe lautet: "zeichne ein Koordinatensystem: Magnetfeld zeigt in positive X Richtung, das Proton fliegt in positieve Y-Richtung. In welche Richtung wird es abgelenkt?"

könnte mir das jemand erklären .__. ?

[La Bomba]

War nicht immer Stromrichtung entgegen Magnetfeldrichtung?
Demnach würden die Elektronen nach links fliegen und die Protonen als Minuselektronen nach rechts... oder? Also in umgekehrt parabolischer Form.
Aber eigentlich bewegen sich doch Protonen gar nicht von selbst, oder hab ich das falsch in Erinnerung?

Keine Garantie auf meine Aussage, ich und Physik... eieiei.^^
Aber ich habs probiert.^^"

[TheBiber]

Die Aufgabe lautet: "zeichne ein Koordinatensystem: Magnetfeld zeigt in positive X Richtung, das Proton fliegt in positieve Y-Richtung. In welche Richtung wird es abgelenkt?"

könnte mir das jemand erklären .__. ?

...

Eine bewegte Ladung erfährt innerhalb eines Magnetfelds die Lorentzkraft:

Die Richtung dieses Vektorprodukts lässt sich am einfachsten mit der Rechte-Hand-Regel bestimmen, hierzu ein Bild:



Der ausgestreckte Daumen entspricht der technischen Stromrichtung bzw. der Richtung von bewegten positiven Ladungen. Das Proton ist positiv geladen. Hättest du negative Ladungen, dann zeigt der Daumen einfach in die Gegenrichtung der Bewegung. Der ausgestreckte Zeigefinger zeigt in die Richtung des Magnetfelds. Der dann ausgestreckte Mittelfinger gibt dann die Richtung der Lorentz-Kraft und damit der Ablenkung der Ladung an.

Wenn du noch weisst, wie ein xyz-Koordinatensystem orientiert ist, kannst du die Richtung der Ablenkung nun einfach bestimmen. Hier noch die Lösung:

Das Proton wird in die negative z-Richtung abgelenkt.

[Faelis]

danke das hat mir weiter geholfen ^^

[MaxikingWolke22]

...achte aber auf technische und die andere stromrichtung - wir z.b. nutzen immer die andere (name entfallen) und dann ist es das gleiche, nur mit der linken hand, sodass der daumen in die andere richtung zeig.t