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Praktikum Physik (Subject) / Wechselstromkreis (Lesson)
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- U(t) = Momentanwert der Spannung U0 * sin(ωt) U0 = Amplitude der Spannung
- U(ss) Spitze-Spitze-Spannung
- U(0) Amplitude der Spannung
- U(eff) Effektivwert der Wechselspannung
- Wem entspricht der Effektivwert der Wechselspannung? der Gleichspannung, die an einem Ohmschen Widerstand die gleiche Leistung wie die betrachtete Wechselspannung umsetzt.
- Zeitverlauf wird charakterisiert durch die folgenden Werte: T - Periodendauer f - Frequenz ω = Kreisfrequenz
- Einheit der Frequenz f 1 Hz = 1 s-1
- Formel für U(ss) Uss = 2* U0
- Formel f f = 1/T
- Formel U(eff) Ueff = 1/2 √2 * U0 Ueff ~ 0,7 * U0 Ueff ~ 0,7 * Uss/2 Ueff ~ 0,7 * s0*A/2
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- Formel ω ω = 2 π f
- Wozu dient ein Oszilloskop? zur Darstellung elektrischer Signale mittels Elektronenstrahlröhre
- Funktionsprinzip einer Elektronenstrahlröhre (Braunsche Röhre) Kathode: Austritt eines Elektronenstrahls Beschleunigung des Strahls durch elektr. Feld zw. Kathode und Anode Anlegen der Wechselspannungen an X- und Y-Platten -> Entstehung von Wechselfeldern -> Ablenkung des Elektronenstrahls -> Bildpunkt beim Auftreffen auf Leuchtschirm erzeugt
- Anwendungen einer Elektronenstrahlröhre Biomonitor Bildröhre beim Fernseher
- Welche Besonderheiten weisen Zweistrahl-Oszilloskope auf? - Bauform eines Oszilloskops - Elektronenstrahl kann geteilt werden - Darstellung von zwei Spannungen
- Was gibt die x-Achse des Gitternetzes auf dem Bildschirm eines Oszilloskops an? die Zeit
- Was gibt die y-Achse des Gitternetzes auf dem Bildschirm eines Oszilloskops an? die Spannung
- Formel für die Periodendauer T T = l * Zt l - Länge einer Periode auf dem Bildschirm Zt - horizontaler Ablenkungsfaktor
- Welche Einheiten kann der horizontale Ablenkungsfaktor Z(t) haben? ms/div bzw. µs/div ms/cm bzw. µs/cm
- Formel zur Berechnung der Spitze-Spitze-Spannung U(ss) USS = s0 * A s0 - maximale Auslenkung des Signals (von einer Spitze zur nächsten) A - vertikaler Ablenkungsfaktor
- Welche Einheiten kann der vertikale Ablenkungsfaktor A besitzen? V/div bzw mV/div V/cm bzw mV/cm
- Wozu dient ein Verstärker? verstärkt ein elektrisches Signal - zu verstärkendes Signal UE wird am Eingang angelegt - verstärktes Signal UA am Ausgang entnommen - Verstärkungsgrad V = Verhältnis Ausgangs- zu Eingangsspannung
- Wie ist der Verstärkungsgrad V definiert? = Verhältnis von Ausgangs- zu Eingangsspannung V = USS , A / USS, E V = U 0, A / U 0, E
- Was ist ein Kondensator? = elektrisches Bauteil - zwei Leiter gegen Umgebung, als auch gegeneinander isoliert - Raum zwischen Leitern = Dielektrikum - speichert elektrische Ladung
- Worin besteht der Unterschied zwischen einem Plattenkondensator und einem Kondensator? Dielektrikum von zwei gleich großen, parallel angeordneten, elektrisch leitenden Platten begrenzt
- Was ist die Kapazität C eines Kondensators? = Quotient aus gespeicherter elektrischer Ladung Q und vorgegebener Spannung U C = Q/U
- Einheit der Kapazität C [C] = 1 As / V = 1 F
- Wie wir der Wechselstrom-Widerstand eines idealen Kondensators R(C) noch bezeichnet? kapazitiver Widerstand
- Wovon ist der kapazitive Widerstand abhängig? von der Frequenz f der angelegten Wechselspannung
- Wie verhält sich der kapazitive Widerstand bei Gleichspannung (f = 0 Hz)? Er ist unendlich groß.
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- Formel zur Berechnung des Wechselstrom-Widerstandes eines idealen Kondensators RC = 1/(2π f C) => Widerstand sinkt mit zunehmender Frequenz
- Phasenverschiebung zwischen Strom und Spannung an einem rein ohmschen Widerstand Spannungs- und Stromkurve erreichen zu gleichen Zeiten Maxima und Minima => KEINE Phasenverschiebung
- Phasenverschiebung zwischen Strom und Spannung an einem rein kapazitiven Widerstand (=idealer Kondensator) Strom und Spannung sind phasenverschoben Spannung erreicht Maxima eine viertel Periode NACH dem Strom => - 90° bzw. - π/2
- Phasenverschiebung zwischen Strom und Spannung an einem rein induktiven Widerstand (ideale Spule) Strom und Spannung sind phasenverschoben Spannung erreicht Maxima eine viertel Periode VOR dem Strom => 90° bzw. π/2
- Funktion der an den X-Ablenkplatten anliegenden Kippspannung zeitaufgelöste Darstellung von Wechselspannungen
- Einheit der Ablenkempfindlichkeit für den Y-Eingang am Oszilloskop V/cm
- Wo wird die Kippspannung appliziert? An die X-Platten.
- Welche Spannungen sind an die X- bzw. Y-Platten anzulegen, wenn mit Hilfe eines Oszilloskops eine sinusförmige Wechselspannung (U~) als Funktion der Zeit dargestellt werden soll? X-Platte - Kippspannung Y-Platte - U~
- Unter welchen Bedingungen treten an einem Verstärker nichtlineare Verzerrungen bei der Verstärkung einer sinusförmigen Wechselspannung auf? Eingangsspannung am Verstärker ist zu hoch
- Wann werden lineare Verzerrungen bei der Aufzeichnung von Signalen beobachtet? Frequenzbereich eines komplexen Signals außerhalb der Bandbreite des Verstärkers
- Einheit des Verstärkungsgrades eines Verstärkers der Verstärkungsgrad ist dimensionslos
- Frequenzabhängigkeit des Verstärkungsgrades eines Rc-Verstärkers im mittleren f-Bereich hängt V nicht von f ab an unterer/oberer Grenz-f fällt V auf etwa 0,7x Größe ggü. dem mittleren f-Bereich ab