Schwingkreise führen gedämpfte Schwingungen aus
Ursache:
"Reibung" der Elektronen an den Ionen, also: ohmscher Widerstand
Abstrahlung elektromagnetischer Wellen (nur bei sehr hohen Frequenzen), wird nach Osterferien behandelt.
Bei der Dämpfung gibt es drei Fälle (alle Bilder aus leifiphysik):
Normale schwache Dämpfung (Schwingfall):
Die Amplitude der Schwingung fällt exponentiell ab.
Den Fall werden wir mathematisch im nächsten Post behandeln.
Trommeln, eigentlich alle Musikinstrumente, schwingen schwach gedämpft.
Anwendung auf Schwingkreis:
Schaut euch unbedingt diese Darstellung auf Leifi mal an:
Gedämpfte Schwingung eines Schwingkreises: U, I, Energie
Frage: Wo geht die Energie hin?
Aperiodischer Grenzfall:
Dämpfung hat einen kritischen Wert, es bildet sich keine Schwingung mehr aus, Auslenkung geht schnell auf 0 zurück
Stoßdämpfer sollen im aperiodischen Grenzfall arbeiten.
Kriechfall:
Die Dämpfuing ist extrem stark, das System reagiert kaum auf Änderungen, Auslenkungen kriechen auf 0 zurück.
Zusammenfassende Darstellung:
Verschiedene Dämpfungen, von unten nach oben jeweils um Faktor 4 steigend | subcritical: normale gedämpfte Schwingung, critical: aperiodischer Grenzfall, supercritical: Kriechfall |
Übung:
Schaut euch mal das an und wiederholt dabei Wirbelströme und Induktion:
Wiederholung: Induktion, Wirbelströme, Dämpfung
Wer mehr wissen will:
Ausführliche mathematische Behandlung der gedämpften Schwingung
Resonanz und Dämpfung (Wiederholung aus E II):
Die Resonanzfrequenz hängt leicht von der Dämpfung ab. Wird der Resonator mit seiner Eigenfrequenz angeregt, steigt die Amplitude. Sie ist nur durch Dämpfung begrenzt.
nach Wikipedia |
Im Resonanzfall ist die Phasenverschiebung zwischen Erreger und Resonator 90°: Der Erreger kann so optimal Energie auf den Resonator übertragen. "Das Erregerpendel" zieht das "Resonatorpendel" hinter sich her.
nach Leifi |
Keine Kommentare:
Kommentar veröffentlichen
Ich freue mich über jede Frage und jeden Kommentar!