Hallo Leute,
ich habe ein Problem zum Thema Schwingkreis.
ICh muss es kurz und pregnant erklären können.
Soweit bin ich:
Kondensator läd sich, max Spannung liegt an --> Kondensator entläd sich über die Spule, max Strom.
So und was dann kommt, kann ich nichtmehr richtig erklären weil der gute Herr gerne hätte was mit den freien elektronen passiert. Mit umgekehrte Polung und so. Wäre nett, wenn mir das jemand erklären könnte.
Lg
Hallo Leute,
ich habe ein Problem zum Thema Schwingkreis.
ICh muss es kurz und pregnant erklären können.
Soweit bin ich:
Kondensator läd sich, max Spannung liegt an --> Kondensator
entläd sich über die Spule, max Strom.
–> Strom = Magnetfeld
–> wenn der Stom zusammenbricht, bricht auch das Megnetfeld zusammen.
–> zusammenbrechendes Megnetfeld --> Spannung mit umgekehrter polarität
MfG Peter(TOO)
Hallo Leute,
ich habe ein Problem zum Thema Schwingkreis.
Kondensator läd sich, max Spannung liegt an --> Kondensator
entläd sich über die Spule, max Strom.
Hallo,
der Kondensator ist aufgeladen, der Schwingkreis hat elektrische Energie im elektrischen Feld des Kondensators gespeichert.
Über die Spule fließt jetzt ein Strom wodurch diese ein Magnetfeld aufbaut. Das elektrische Feld hat sich vollständig abgebaut, wenn das Magnetfeld maximale Stärke erreicht hat.
Da kein elektrisches Feld mehr vorhanden ist, kann eigentlich kein Strom mehr fliessen - aber nach der Lenzschen Regel wirkt nun die Spule dem „Stromverlust“ entgegen und treibt ihrerseits den Strom in gleicher Richtung weiter. Das Magnetfeld wird dabei abgebaut.
Der vom Magnetfeld der Spule getriebene Strom lädt den Kondensator erneut auf. Ist das Magnetfeld abgebaut, dann hat der Kondensator ein maximales elektrisches Feld - aber gegenpolig im Vergleich zum Anfang.
Nun treibt der Kondensator als Quelle einen Strom durch die Spule. Das E-Feld baut sich ab und gleichzeitig baut sich ein neues M-Feld auf. Feldlinienverlauf jetzt anders herum.
Das neue Magnetfeld treibt den Strom weiter, baut sich selber ab und lädt den Kondensator neu auf (jetzt wie zu Beginn der Betrachtung).
Es findet ein permanenter Wechsel zwischen E-Feld und M-Feld statt.
Eine Animation ist auf meiner Webseite „elektroniktutor.de“ zu finden. Suchregister A-Z oder Schlagwortsuche benutzen.
mfg Detlef
Hallo
Zu den freien Elektronen:
Es spielt für den Schwinkreis keine Rolle, welche Art von Leitung stattfindet.
Es ist üblicherweise die normale Elektronenleitung in Metall.
Es ist theoretisch aber nur erforderlich, das die Spule, der Kondensator und die Verbindung aus leitfähigem Material(bzw. Isolator) besteht, da gibt es verschiedene Möglichkeiten.
Es treten auch normalerweise nirgendwo Elektronen aus, so das man von freien Elektronen sprechen könnte.
Freie Elektronen gibt es üblicherweise nur in Elektronenröhren oder auch in Gasentladungsröhren.
Für etwas anderes ist ziemlich viel Energie erforderlich.
Wegen Energie:
Die Energie besteht beim Kondensator aus einer elektrischen Potentialverschiebung im Dielektrikum desselben.
Bei der Spule besteht die gespeicherte Energie aus dem Magnetfeld, welche sie bei Durchströmung um sich herum bildet.
Wenn man ein mechanisches Ersatzbild für die Vorgänge im Schwingkreis suchen wollte, so könnte man eine Masse an einer Feder anbringen:
Hier nimmt die Masse eine Bewegungsenergie auf und entspricht in diesem Sinne der Spule, die Feder nimmt keine Bewegungsenergie auf, dafür aber eine Kraft(mit dem Weg) und entspricht dem Kondensator.
MfG
Matthias
[Bei dieser Antwort wurde das Vollzitat nachträglich automatisiert entfernt]
Hallo Leute,
wenn ich die Beiträge unten sehe, muss ich sagen, dass „Erklärung“ und „Beschreibung“ ein wenig durcheinander gehen.
Wenn man z.B. die Analogie mit einem mathematischen Pendel, besser: Feder, nutzen möchte (Austausch von potentieller und kinetischer Energie), dann sollte man auch die Energie hinschreiben:
Mit mü = 1 und epsilon = 1 ist die Energiedichte
(1/2) E^2 + (1/2) H^2
Und wegen der Maxwellgleichungen sind die Zustandsgrößen E und H zusammenhängend (Induktionsgesetz):
E ~ dH/dt.
Das erlaubt einem die Analogie.
Im Falle eines Kondensators und einer Spule kann man dies direkt angeben:
W = (1/2) C*U^2 + (1/2) L*I^2
und
U = L*dI/dt.
Analog zur schwingenden Masse kann man jetzt den periodischen Wandel von elektrischer Feldenergie in magnetische Feldenergie u.u. beschreiben.
Mathematisch und auch mittels Strom und Spannung im Schwingkreis ist es einfach, das dynamische Verhalten zu beschreiben.
Was mir persönlich Probleme bereitet, ist zu verstehen, wie es kommt, dass das elektrische Feld im idealen Kondensator über das magnetische Feld in der idealen Spule Bescheid weiß.
Hallo,
wenn ich die Beiträge unten sehe, muss ich sagen, dass
„Erklärung“ und „Beschreibung“ ein wenig durcheinander gehen.
die Art der Fragestellung läßt erkennen, dass für Erna_86 eine mathematisch naturwissenschaftliche Erklärung wohl nicht der richtige Weg sein kann. Bleibt es also bei einer wörtlichen Beschreibung des Vorgangs in Anlehnung an ein mechanisches Modell - Fadenpendel.
Was mir persönlich Probleme bereitet, ist zu verstehen, wie es
kommt, dass das elektrische Feld im idealen Kondensator über
das magnetische Feld in der idealen Spule Bescheid weiß.
@Frank, Der (ideale) Kondensator muß nichts über die angeschlossene Spule und ihr Magnetfeld „wissen“, ebensowenig wie die Spule etwas über den Kondensator wissen muß. Ist der Kondensator aufgeladen, und eine Spule als Verbraucher angeschlossen, so wird ein Entladestrom durch die Spule fließen. Nach der Lentzschen Regel wird der Strom verzögert und die Spule baut auf Grund des Stromflusses ein Magnetfeld auf.
Ist der Kondensator entladen (E-Feld ist abgebaut), so will es die Lentzsche Regel, dass der Ursache = fehlender Stromfluss entgegengewirkt wird. Die Magnetenergie treibt jetzt den Strom weiter in gleicher Richtung. Dabei wird der im Stromkreis befindliche Kondensator erneut geladen, allerdings in entgegengesetzter Polung. Es findet lediglich eine Energieumwandlung - elektrische Energie in magnetische Energie und zurück statt. Messbarer Vermittler ist der Strom.
Die Analogie zum mechanischen Pendel, potentielle Energie (Lageenergie) wird in kinetische Enegie (Bewegungsenergie) gewandelt. Sichtbare Vermittlung ist die Pendelbewegung.
@Erna_86, Freie Elektronen im Schwingkreis gibt es nicht, es sind nur die Elektronen beteiligt, die im metallischen Leiter den Stromfluss ermöglichen. Manche Literatur benennt sie als quasi freie Elektronen oder „Elektronengas“. Es handelt sich um Valenzelektronen im Metallgitter, die sich im Leitfähigkeitsband frei bewegen können. Das Valenzband (energetisch tiefer liegend) überschneidet sich mit dem energetisch höher liegenden Leitfähigkeitsband, so dass dieses durch Elektronen nicht voll besetzter „innerer“ Orbitale besetzt werden kann. Aus dem Schwingkreis treten keine Elektronen aus.
mfG Detlef