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RLC (Fach) / Physik Praktikum (Lektion)
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- Oszilloskop Zweck stellt den zeitlichen Verlauf einer Spannung dar
- Wechselspannung charakterisiert durch: periodische Änderung der Spannung und des Vorzeichens
- mathematischer Ausdruck sinusförmiger Wechselspannung U(t) - Ussin (wt) U(t)= Spannung zum Zeitpunkt t Us= maximale Amplituede / Scheitelspannung sin-Term max. 1, minimal -1 beinhaltet die Kreisfrequenz w= 2 πf mit Frequenz f
- Für den Haushalt verwendete Spannung f= 50Hz Us= 325 V Ueff= 230V bedeutet: Sinusverlauf, der 50 mal pro Sekunde durchlaufen wird, wobei umgepolt wird
- Stromstärke I(t)= Issin(wt+Φ) Maximalwerte von Strom und Spannung treten nicht immer gelichzeitig auf beim Wechselstrom wg Φ = phi = Phasenverschiebung
- Wechselstrom an Widerstand momentaner Wert lässt sich durch U=R I berechnen
- Effektivwert Ueff= Gleichspannung, die in einem Widerstand R pro Sekunde gemessen die gleiche Wärme erzeugt wie die erwähnte Wechselspannung. Leistung P in Watt P= U I mit URI -> P= U²/R Wärme hängt nicht vom Vorzeichen der Spannung oder Stromrichtung ab und schwankt periodisch
- Scheitelspannung Us = maximale Amplitude in der Sinusfunktion
- Kondensator Kapazität C= Q/U mit C in Farad (F) = Fassungsvermögen für die Ladungsmenge Q die beim Anlegen von einem Volt Spannung gespeichert wird
- Kondensator Aufbau Zwei zueinander parallel und gegenseitig isoliert angebrachte Leiterflächen Entladung durch Verbindung der beiden Flächen (kurzschluss). Beim Anschluss an eine Stromquelle fließt kurz Strom (Aufladung der Flächen)
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- Zusammenhang Fläche und Abstand bei Kondensator Kapazität nimmt mit der Größe der Fläche zu und ist umgekehrt proportional zu ihrem Abstand.
- Bedeutung Kondensator für Gleich- und Wechselstrom Gleichstrom: Unendlich großer Widerstand Wechselstrom: WIr laufend umgeladen, bei zunehmnder Frequenz nimmt der Widerstand ab
- Frequenzabhängigkeit der Wechselstromwiderstände Bei zunehmender Frequenz nimmt der Widerstand des Kondensators ab, ebenfalls bei zunehmender Kapazität C. RC= 1/wC= 1/2πfC
- Spule Aufbau bewegte elektr. Ladung erzeugt ein magnetisches Feld Aufbau: gewundene Leiterschleife, in derem Inneren sich bei fließendem Strom ein Magnetfeld bildet
- Spule Induktivität Wird ein Stabmagnet in dei Spule eingeführt, so wird am freien Ende eine Spannung induziert Induktivität L = Vs/A in Henry (H) bei Wechselstrom: Magnetfeldrichtung wird ständig geändert, Gegenspannung wächst mit der Frequenz des Wechselstroms! RL = wL
- Strom und Spannung "in Phase" Phasenverschiebung = null Strom und Spannung maximal bei Widerstand Strom null und Spannung maximal bei Kondensator ( Richtungsänderung des Stroms), Phasenverschiebung = 90° bei Spule: -90° Spannung ist dem strom voraus, Selbstinduktion bremst den Strom
- Wechselstromwiderstand in einem Schwingkreis Rges = Wurzel aus R²+ (wL- (1/wC)² )
- Aufbau Schwingkreis Wechselstrom Ohmscher Widerstand R, Kondensator K und Spule L
- Oszilloskop Verwendung Mess- und Regeltechnik, Elektrophysiologie (EKG) NLG (Nervenleitgeschwindigkeit)
- Trigger beim Oszilloskop erzeugt bei periodischen Signalen ein stehendes Bild Triggerung: Der Schreibvorgang beginnt mit dem gleichen Schwingungszustand der zu untersuchenden Spannung. Die Bilder fallen aufeinander, der Eindruck eines stehenden Bildes entsteht.