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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:

Schaltung eines Schwingkreises
Schaltung eines Schwingkreises

Merke

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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:

Aufladen des Kondensators am Schwingkreis
Aufladen des Kondensators am Schwingkreis

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.

Dieser Inhalt ist Bestandteil des Online-Kurses

Elektromagnetismus

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Diese Themen werden im Kurs behandelt:

[Bitte auf Kapitelüberschriften klicken, um Unterthemen anzuzeigen]

  • Elektromagnetische Induktion
    • Einleitung zu Elektromagnetische Induktion
    • Induktion- Magnetischer Fluss
      • Einleitung zu Induktion- Magnetischer Fluss
      • Induktionsspannung- Induktionsgesetz
      • Induktionsstrom- Lenzsche Regel
      • Anwendungsprobleme zur Induktion
    • Selbstinduktion
    • Energie des magnetischen Feldes
  • Schwingungen und Wellen - Grundlagen
    • Einleitung zu Schwingungen und Wellen - Grundlagen
    • Schwingungen
      • Einleitung zu Schwingungen
      • Charakteristische Größen
      • Energie - schwingendes System
      • Mechanische Schwingungsdifferentialgleichung, Schwingungsdauer
    • Das Phänomen Welle
      • Einleitung zu Das Phänomen Welle
      • Grundbegriffe für Wellen
      • Eindimensionale Wellengleichung
      • Wellenphänomene: Reflexion, Brechung, Beugung
      • Wellenphänomen: Interferenz
        • Einleitung zu Wellenphänomen: Interferenz
        • Stehende Wellen
  • Elektromagnetische Schwingungen
    • Einleitung zu Elektromagnetische Schwingungen
    • Elektromagnetischer Schwingkreis
      • Einleitung zu Elektromagnetischer Schwingkreis
      • Energieerhaltung
      • Elektromagnetische Schwingungsdifferentialgleichung, Schwingungsdauer
    • Erzwungene Schwingung- Resonanz
    • Elektromagnetische und mechanische Schwingung-Vergleich
  • Elektromagnetische Wellen
    • Hertzscher Dipol
      • Einleitung zu Hertzscher Dipol
      • Feldverteilungen am Dipol
      • Wellenausbreitung eines strahlenden Dipols
    • Eigenschaften elektromagnetischer Wellen
      • Einleitung zu Eigenschaften elektromagnetischer Wellen
      • Polarisation
      • Grundlagen elektromagnetischer Interferenz
        • Einleitung zu Grundlagen elektromagnetischer Interferenz
        • Interferenz- Doppelspalt
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