Induktion und Wechselstrom 1. Induktion

7. Mai 2012 120506Ph4-12Induktion-Wechselstrom.TEX
Zeigerdiagramm ab. Es gilt
tan ϕ = UL − UC
UR
= ω L − 1
ω C
R
Wenn ϕ > 0 ist, hinkt der Strom I(t) der Spannung U(t) nach; für ϕ < 0 eilt er der
Spannung voraus.
Versuche zur Siebkette
Dorn-Bader S. 83 V2 (mit Lämpchen als ohmscher Widerstand)
Wenn die Lampe am hellsten leuchtet, misst man
an der Spule die Spannung U L,eff = I effω L und am
Kondensator die Spannung U C,eff = I eff
ω C .
Aus dem Zeigerbild entnimmt man, dass UL und
UC in entgegengesetzte Richtungen weisen und sich
kompensieren. Die Teilspannung U R,eff = I effR an
R ist somit gleich der angelegten Spannung U eff =
I effZ.
Der Abgleich des resultierenden Blindwiderstandes ω L − 1
kann statt durch eine L-
ω C
Änderung auch durch eine Frequenzänderung durchgeführt werden. Wenn die Kreisfrequenz
den aus ω0 L − 1
√ annimmt, ist
LC
die Stromstärke maximal.
Versuch Dorn-Bader S. 83 V2
ω0 C = 0 folgenden Resonanzwert ω0 = 1
Ergebnis: Ändert man in der R, L, C-Reihenschaltung nur die Frequenz f , so durchläuft
die Stromstärke I eff ein Maximum. Der Scheinwiderstand Z nimmt dabei den
Wert Z = R an (vgl. Dorn-Bader S. 83 Abb B3 ).
Phasenverschiebung und resultierender Blindwiderstand X sind Null. Die zu I eff proportionalen
Teilspannungen UL und UC haben sich bei dieser Spannungsresonanz je zu
ihrem Maximum aufgeschaukelt und kompensieren sich.
Bei höheren Frequenzen ist ω L > 1
. Die Spule drosselt den Strom. Der Strom hin-
ω C
kt der Spannung nach (ϕ > 0). Bei Frequenzen unterhalb der Resonanzfrequenz f0
blockiert der Kondensator den Strom ( 1
> ω L). Die Spannung hinkt dem Strom
ω C
hinterher (ϕ < 0).
Diese Siebkette lässt die Resonanzfrequenz bevorzugt durch; andere Frequenzen werden
ausgesiebt.
25