Elektromagnetische Schwingungen
Das Paradigma (Musterbeispiel) für das Thema "Elektromagnetische Schwingungen" ist der sogenannte elektromagnetische Schwingkreis.
Analog zu einer mechanischen Schwingung (z. B. im Fall des Federpendels), bei der periodisch potentielle Energie in kinetische Energie transformiert wird, kann bei einer elektromagnetischen Schwingung periodisch magnetische Energie in elektrische Energie umgewandelt werden. Doch wie kann man sich das konkret feststellen?
Definition eines Schwingkreises
Dies werden wir nun schrittweise mit Hilfe folgender Schaltkonstruktion analysieren:
Merke
Ein Kondensator (Kapazität $C$) und eine Spule (Induktivität $L$), die in der obigen Form verschaltet sind, bilden einen Schwingkreis.
Experimenteller Aufbau
Um nun das entsprechende Experiment auszuführen, müssen wir den Kondensator mit Hilfe einer Spannungsquelle aufladen. Gleichzeitig platzieren wir an entsprechenden Stellen ein Spannungs- und Strommessgerät. Die Schaltung sieht dann so aus:
Die linke (blau gekennzeichnete) Seite der Schaltung dient lediglich der Aufladung des Kondensators und wird danach für die Analyse des Schwingungsvorgangs nicht mehr benötigt. Zunächst wird der Wechselschalter auf Position 1 gestellt und der Kondensator aufgeladen. Nach der Aufladung wird der Wechselschalter auf Position 2 umgelegt und das System sich selbst überlassen.
Die Ergebnisse werden wir auf den folgenden Seiten analysieren.
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