Betrachten und untersuchen Sie Simulation eines elektromagnetischen Schwingkreises.
Aufgabe
Vergleichen Sie die mechanische Schwingung eines Federpendels mit dem elektromagnetischen Schwingkreis.
Stellen Sie dazu die jeweils analogen Größen einander gegenüber.
Starten Sie die Betrachtung, wenn bei die Feder vollständig zusammengedrückt ist und der Kondensator voll aufgeladen ist.
| mechanische Schwingung | elektromagnetische Schwingung |
|---|---|
| Feder ist zusammengedrückt | Kondensator ist voll geladen |
| Feder befindet sich in Ruhelage | Kondensator ist nicht geladen; Stromstärke in Spule in maximal |
| Feder ist maximal ausgelenkt | Kondensator ist (mit anderem Vorzeichen) voll geladen |
| Amplitude wird von Auslenkung bestimmt | Amplitude wird durch Spannung des Kondensators bestimmt |
| Periodendauer wird durch Masse und Federhärte bestimmt | Periodendauer wird durch Kapazität und Induktivität bestimmt |
| Schwingung wird durch Reibung gedämpft | Schwingung wird durch ohmsche Widerstände gedämpft |
Aufgabe
Begründen Sie die Analogie zwischen dem Ohmschen Widerstand im elektromagnetischen Schwingkreis und der Reibung in der Mechanik.
Reibung führt bei mechanischen Schwingungen zum Verlust nutzbarer Energie. Es wird Energie in Form von Wärme an die Umgebung übertragen und steht für die Schwingung nicht mehr zur Verfügung.
In einem elektromagnetischen Schwingkreis bewirkt ein ohmischer Widerstand, dass Teile der elektrischen Energie durch den Strom, ebenfalls in Form von Wärme an die Umgebung abgegeben werden.