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Der Schwingkreis - kompliziert oder doch einfach?
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Foren-Übersicht -> Physik-Forum -> Der Schwingkreis - kompliziert oder doch einfach?
 
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Basti2357
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Anmeldungsdatum: 19.10.2008
Beiträge: 48
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BeitragVerfasst am: 19 Okt 2008 - 19:12:43    Titel: Der Schwingkreis - kompliziert oder doch einfach?

Hallo,

ich hab ja schon viele Erklärungen der Schwingung durchgelesen, aber irgendwie hackts immer an der selben Stelle, weil ich die einfach nicht kapier...

Und zwar steht in meinem Physikbuch (ich tipp das jetzt mal so ab):

1. Der Kondensator ist geladen. Die Energie ist im elektrischen Feld des Kondensatos gespeichert. (da geh ich noch voll und ganz mit)
2. Durch den Stromfluss entsteht um die Spule ein magnetisches Feld, indem die Energie gespeichert wird. (da geh ich auch noch mit)
3. Durch Induktion in der Spule entsteht eine Spannung und ein Strom, die zu einer entgegengesetzten Aufladung des Kondensators führen. (hier gibts Problem...)
Wieso bewirkt der Induktionsstrom (GEGEN-Strom: Strom in entgegengesetzter Richtung), dass der Anfangsstrom (in richtiger Richtung) auf der andern Kondensatorplatte ankommt???
4. Der Kondensator entläd sich in umgekehrter Richtung. Durch den Strom entsteht um die Spule wieder ein Magnetfeld. (stimm ich wieder zu)
5. Durch Induktion entsteht wieder ein Stromfluss, der zur erneuten Aufladung des Kodnensators führt. (gleiches Problem wie bei 3.)

Also ich hab mir ja jetzt auch meine Gedanken gemacht und möchte mal versuchen, den Stromkreis zu beschreiben:

1. Kondensator ist geladen. Die gesamte Energie ist in Form von elektrischer Energie im Kondensator gespeichert.
2. Es kommt durch den Ladungsunterschied der beiden Kondensatorplatten zu einem Stromfluss (Der Kondensator wird entladen). Der Strom fließt bis zur Spule, solang steigt die Stromstärke an. Der Strom erreicht die Spule, der Kondensator ist nun komplett entladen und die gesamte Energie ist nun in Energie des magnetischen Feldes der Spule umgewandelt worden.
3. Es kommt zur Induktion. Es entsteht eine Gegenspannung und damit auch ein Gegenstrom. Das heißt, die maximale Stromstärke, die erreicht wurde nimmt nun beim durchlaufen der Spule ab (kann man das so vergleichen: rücktreiobende Kraft wird immer größer ????????????). Der Kondensator wird entgegengesetzt aufgeladen. Dabei ist die Stromstärke 0 und die Spannung maximal (rücktreibende Kraft nun maximal???). Die magnetische Energie der Spule ist 0 und die elektrische Energie des Feldes ist maximal. Der Kondensator ist nun aufgeladen.
4. (rücktreibende Kraft so groß, dass die Elektronen zurück gehen??) Der Kondensator entläd sich wieder. Es fließt ein Strom zurück. Der kommt bei der Spule an, die Stromstärke ist maximal, die Spannung ist 0.
5. Es wird wieder eine Gegenspannung induziert und damit kommt es zu einem Gegenstrom, wodurch die GesamtStromstärke wieder abnimmt (rücktreibende Kraft). Ist die Stromstärke dann 0, so ist der Kondensator wieder entgegengesetzt aufgeladen. (so wie ursprünglich) Die Spannung ist wieder maximal. Die magnetische Energie der Spule ist wieder umgewandelt in elektrische Energie...

Puh... gar nicht so einfach...

Meine Fragen stehen ja so dazwischen im Text, also zu meinem Physikbuch:
"Wieso bewirkt der Induktionsstrom (GEGEN-Strom: Strom in entgegengesetzter Richtung), dass der Anfangsstrom (in richtiger Richtung) auf der andern Kondensatorplatte ankommt???"

Und Fragen zu meiner Erklärung:
Ist meine Erklärung soweit richtig? Wenn was falsch ist, dann bitte versuchen zu verbessern.

Wenn meine Erklärung/Beschreibung komplett falsch ist, wär ich euch sehr dakbar, wenn ihr mir das jmd. richtig komplett aufschreiben würde (bitte nicht wikipedia abschreiben, weil die Erklärung kapier ich auch nicht so richtig)

Ich würd den Schwingkreis endlich mal komplett verstehen wollen...


Viele liebe Grüße,

Basti
Martin67
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Anmeldungsdatum: 16.12.2006
Beiträge: 1389

BeitragVerfasst am: 19 Okt 2008 - 21:11:18    Titel: Re: Der Schwingkreis - kompliziert oder doch einfach?

Hallo,

Das hast Du gut erklärt, habe nur noch eine paar Anmerkungen in Blau eingefügt, hoffe das ist für dich OK!

Basti2357 hat folgendes geschrieben:


1. Kondensator ist geladen. Die gesamte Energie ist in Form von elektrischer Energie im Kondensator gespeichert.
2. Es kommt durch den Ladungsunterschied der beiden Kondensatorplatten zu einem Stromfluss (Der Kondensator wird entladen). Der Strom fließt bis zur Spule, solang steigt die Stromstärke an. Der Strom erreicht die Spule, der Kondensator ist nun komplett entladen und die gesamte Energie ist nun in Energie des magnetischen Feldes der Spule umgewandelt worden.
3. Das Magnetfeld beginnt sich abzubauen und nach der Lenzschen Regel wird damit ein Strom induziert, der die gleiche Richtung hat, wie der Strom, der das Magnetfeld aufgebaut hat. Die Spule versucht also den Stromfluss aufrecht zu erhalten. Damit wird jetzt der Kondensator solange umgeladen, bis sich das Magnetfeld vollständig abgebaut hat.
Es kommt zur Induktion. Es entsteht eine Gegenspannung und damit auch ein Gegenstrom. Das heißt, die maximale Stromstärke, die erreicht wurde nimmt nun beim durchlaufen der Spule ab (kann man das so vergleichen: rücktreiobende Kraft wird immer größer ????????????). Der Kondensator wird entgegengesetzt aufgeladen. Dabei ist die Stromstärke 0 und die Spannung maximal (rücktreibende Kraft nun maximal???). Die magnetische Energie der Spule ist 0 und die elektrische Energie des Feldes ist maximal. Der Kondensator ist nun aufgeladen.
4. (rücktreibende Kraft so groß, dass die Elektronen zurück gehen??) Der Kondensator entläd sich wieder. Es fließt ein Strom zurück. Der kommt bei der Spule an, die Stromstärke ist maximal, die Spannung ist 0.

5. Wie unter 3, nur Stromfluss in die andere Richtung.
Es wird wieder eine Gegenspannung induziert und damit kommt es zu einem Gegenstrom, wodurch die GesamtStromstärke wieder abnimmt (rücktreibende Kraft). Ist die Stromstärke dann 0, so ist der Kondensator wieder entgegengesetzt aufgeladen. (so wie ursprünglich) Die Spannung ist wieder maximal. Die magnetische Energie der Spule ist wieder umgewandelt in elektrische Energie...



Basti
Basti2357
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Anmeldungsdatum: 19.10.2008
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BeitragVerfasst am: 19 Okt 2008 - 21:31:33    Titel:

Hallo Martin67,

dankeschön Smile

"3. Das Magnetfeld beginnt sich abzubauen und nach der Lenzschen Regel wird damit ein Strom induziert, der die gleiche Richtung hat, wie der Strom, der das Magnetfeld aufgebaut hat. Die Spule versucht also den Stromfluss aufrecht zu erhalten. Damit wird jetzt der Kondensator solange umgeladen, bis sich das Magnetfeld vollständig abgebaut hat."

Wieso hat der Strom die gleiche Richtung? Wenn der induziert wird, muss der doch dem Strom entgegenwirken? Oder???


Viele liebe Grüße,

Basti
Martin67
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Anmeldungsdatum: 16.12.2006
Beiträge: 1389

BeitragVerfasst am: 20 Okt 2008 - 05:16:31    Titel:

Hallo,

mal ein Gedankenexperiment:

Ein Kondensator ist geladen, obere Platte + und untere -. Der Kondensator entlädt sich über eine Spule die Spannung am Kondensator geht Richtung 0
Der Maximale Stromfluss ist erreicht. Während dieser Zeit hat die Spule als Stromsenke gearbeitet.
Welche Richtung muss der Strom,den die Spule jetzt als "Stromquelle" treibt haben, damit sich im nächsten Schritt die untere Platte des Kondensators positiv auflädt?
Basti2357
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Anmeldungsdatum: 19.10.2008
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BeitragVerfasst am: 20 Okt 2008 - 13:54:42    Titel:

Hallo Marin67,

Also wir gehn jetzt mal von der physikalischen Stromrichtung (von - nach +) aus...
Während der Zeit, wo sich der Kondensator entladen hat, fließt parallel schon ein Strom durch die Spule. In der Spule kommt es zur Selbstinduktion, wodurch erst langsam ein Gegenstrom fließt. Ist der Kondensator entladen und der Stromfluss maximal (man muss dazu sagen, die Stromstärke ist an allen Stellen gleich groß), ist auch der Gegenstrom, der in der Spule durch Selbstinduktion entsteht maximal. Dieser maximale Gegenstrom, der dann fließt induziert dann wiederum in der Spule eine Spannung und demzufolge einen Strom, der seiner Ursache (also dem GEGENSTROM) entgegenwirkt (also zum normalem Stromfluss hinzukommt) und somit dem ursprünglichen Stromfluss "hinterherfließt". Dadurch kommt es durch die ZWEITE Induktion dazu, dass der Kondensator nun komplett entgegengesetzt aufgeladen wird. Die obere Kondensatorplatte wird nun negativ geladen, die Untere positiv.

Ist das jetzt so richtig? Wenn nein, dann bin ich genausoschlau wie vorher.... Sad


Viele liebe Grüße,

Basti
Martin67
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Anmeldungsdatum: 16.12.2006
Beiträge: 1389

BeitragVerfasst am: 20 Okt 2008 - 19:34:04    Titel:

Lass mir jetzt das Ganze nochmal in meine Worte fassen, denn ich denke wir meinen das Gleiche.

Während sich der Kondensator entlädt, zwingt er einen Strom durch die Spule, von A nach B. Das sich aufbauende Magnetfluss versucht dieses di/dt zu hemmen. Dennoch wird der Strom ansteigen und sein Maximum erreichen, wenn der Kondensator entladen ist. Jetzt beginnt sich das Magnetfeld abzubauen und damit wird wiederum das di/dt, das jetzt kleiner wird zu hemmen. Somit versucht die Spule den Stromfluss von A nach B aufrecht zu erhalten. Der Kondensator, der eben noch auf 0V war, wird jetzt entgegengesetzt aufgeladen.
Basti2357
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BeitragVerfasst am: 20 Okt 2008 - 20:17:37    Titel:

Hallo Martin67,

Erstmal n dickes dankeschön Smile

ich glaub ich schau das jetzt nochmal Satz für Satz durch:

"Während sich der Kondensator entlädt, zwingt er einen Strom durch die Spule, von A nach B." ja
"Das sich aufbauende Magnetfluss versucht dieses di/dt zu hemmen." Also der Magnetfluss, der aufgebaut wird hemmt also die Stromstärke (aber was macht da das dt ?)...
"Dennoch wird der Strom ansteigen und sein Maximum erreichen, wenn der Kondensator entladen ist." ja
"Jetzt beginnt sich das Magnetfeld abzubauen und damit wird wiederum das di/dt, das jetzt kleiner wird zu hemmen." was ist das di/dt ??? Soll das der Gegenstrom sein?
"Somit versucht die Spule den Stromfluss von A nach B aufrecht zu erhalten." hmmm ok
"Der Kondensator, der eben noch auf 0V war, wird jetzt entgegengesetzt aufgeladen." ok


Viele liebe Grüße,

Basti
Martin67
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Anmeldungsdatum: 16.12.2006
Beiträge: 1389

BeitragVerfasst am: 20 Okt 2008 - 20:34:14    Titel:

Hallo,

mit di/dt meine ich Delta i zu Delta t also die Stromänderungsgeschwindigkeit.
Basti2357
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Anmeldungsdatum: 19.10.2008
Beiträge: 48
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BeitragVerfasst am: 20 Okt 2008 - 20:58:23    Titel:

hallo Martin,

also die Stromänderugnsgeschschwindigkeit kenne ich nciht ... aber ich denk mal das ist die Geschwindigkeit, bei der sich der Strom ändert... in dem Fall also:
"Das sich aufbauende Magnetfluss versucht dieses di/dt zu hemmen."
Das heißt also, durch den Magnetfluss in der Spule kommt es dazu, dass die Geschwindigkeit des Stromanstiegs (bedingt durch die Entladung des Kondensators) nicht mehr so stark ist, jedoch stark genug bleibt, um das Maximum zu erhalten.
"Dennoch wird der Strom ansteigen und sein Maximum erreichen, wenn der Kondensator entladen ist." ja
"Jetzt beginnt sich das Magnetfeld abzubauen und damit wird wiederum das di/dt, das jetzt kleiner wird zu hemmen." das kapier ich jetzt nicht... tut mir Leid =( ich komm mit der Stromänderungsgeschwindigkeit nicht klar, ist das jetzt die 2. Induktion die stattfindet oder wie? Verursacht die jetzt das der Gegenstrom nen Gegenstrom macht oder wie???????
Also gibts jetzt ne 2. Induktion nach Abbau des Magnetfeldes in die Richtung, sodass sich der Kondensator entgegengesetzt auflädt oder wie??????


Viele liebe Grüße und danke im Vorraus,

Basti
Martin67
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Anmeldungsdatum: 16.12.2006
Beiträge: 1389

BeitragVerfasst am: 21 Okt 2008 - 06:17:09    Titel:

Hallo,

Basti2357 hat folgendes geschrieben:

"Jetzt beginnt sich das Magnetfeld abzubauen und damit wird wiederum das di/dt, das jetzt kleiner wird zu hemmen." das kapier ich jetzt nicht... tut mir Leid =( ich komm mit der Stromänderungsgeschwindigkeit nicht klar, ist das jetzt die 2. Induktion die stattfindet oder wie? Verursacht die jetzt das der Gegenstrom nen Gegenstrom macht oder wie???????
Also gibts jetzt ne 2. Induktion nach Abbau des Magnetfeldes in die Richtung, sodass sich der Kondensator entgegengesetzt auflädt oder wie??????

Basti


ich habe mich vielleicht etwas ungeschickt ausgedrückt!
Das kleiner werdende di/dt sollte eigentlich heißen, dass sich die Stromänderung umgedreht hat. In der ersten Phase stieg der Strom. in der zweiten Phase wird der Strom kleiner also eine umgekehrte Stromänderung je Zeiteinheit.


Ich versuch es nochmal:
Wir sind jetzt an dem Punkt, wo der Kondensator seine gesamte Energie in Form eines Stromflusses in die Spule getrieben hat. Der Stromfluss ist maximal, das Magnetfeld ebenfalls und die Spannung am Kondensator bei 0V. Bis hier her denke ich, ist alles klar oder?

Der Kondensator ist vollständig entladen und kann keinen weiteren Strom in die Spule treiben. Damit baut sich das Magnetfeld ab. Die Änderung des Magnetfelds (das Delta) hat jetzt eine andere Richtung als vorher, es baut ja ab. Hat vorher das sich aufbauende Magnetfeld sich gegen den Stromfluss aus dem Kondensator gestemmt so wird jetzt das abbauende Magnetfeld in die gleiche Richtung den Strom treiben als der Stromfluss, der es aufgebaut hat. Ab diesem Zeitpunkt kannst Du Dir die Spule als Stromquelle vorstellen. Damit wird der Kondensator weiter in die gleiche Richtung umgeladen und die Spannung am Kondensator (die ja zu Null wurde wird jetzt aus dieser Sichtweise Negativ) und enthält die umgekehrte Polung.

Wenns noch unklar ist, melde Dich wieder! Vielleicht stell ich am Wochenende mal ein paar Bilder rein um es noch etwas zu verdeutlichen, was ich meine. Bisher habe ich absichtlich die Wirkung des Magnetfelds auf die induzierte Spannung weggelassen, aber vielleicht sollte ich diese ins Spiel bringen. Denn ich bin überzeugt, dass Du die Vorgänge schon seit beginn dieses Threads gut drauf hast. Wir müssen es nur noch etwas zusammen reimen.
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