Schwingkreis

Gio Goi · Anmeldungsdatum: 14.05.2010 Beiträge: 19

Meine Frage:
Also ich habe mehrere Fragen zum Schwingkreis:
1.) Warum steht überall(in unserem Physikbuch), dass sich die Energie des Schwingkreises ergibt aus der Energie des Kondensators und der der Spule. Ich meine, spielt da nicht auch noch der Verschiebungsstrom mit rein, weil sich durch das Entladen des Kondensators ja auch ein Magnetfeld ausbilden müsste oder nicht?

2.) In unserem Buch steht folgender Satz: Bei hohen Frequenzen strahlen die elektrischen Schwingungen elektromagnetische Wellen ab.

Wie ich rausgefunden habe, geht das erst, wenn man einen sogenannten linearen Oszillator oder Hohlraum Oszillator hat, wo man eben keinen Kondensator und Spule mehr hat sondern einfach nur den Draht der selbst Induktivität und Kapazität darstellt, korrekt?

3.) Was muss eigentlich erfüllt sein, dass etwas elektromagnetische Wellen abstrahlt. Ich meine, woher kann ich wissen, dass in 2 EM-Wellen abgestrahlt werden müssen.

Über Erklärungen würde ich mich sehr freuen...

Meine Ideen:
in Frage vorhanden

isi1 · Anmeldungsdatum: 03.09.2006 Beiträge: 2902 Wohnort: München

Selbstverständlich strahlt ein Schwingkreis, sonst müsste man ZF-Bandfilter ja nicht abschirmen (s. Bild).

schnudl · Moderator Anmeldungsdatum: 15.11.2005 Beiträge: 6979 Wohnort: Wien

schnudl · Moderator Anmeldungsdatum: 15.11.2005 Beiträge: 6979 Wohnort: Wien

Gio Goi · Anmeldungsdatum: 14.05.2010 Beiträge: 19

also erstmal ist mir noch nicht ganz klar, wann und warum der Schwingkreis jetzt strahlt.
@ schnudl, du sagst, Abstrahlung gibt es immer, wo sich felder ändern, also auch wenn ich nur ein E-Feld habe, dass sich ändert gibts EM-Wellen? kann man sich das irgendwo aus den maxwell gleichungen ableiten?

GvC · Anmeldungsdatum: 07.05.2009 Beiträge: 14861

Eine Änderung der elektrischen Feldstärke E ist wegen D = eps*E gleichbedeutend mit einer Änderung der dielektrischen Verschiebung. Die zeitliche Änderung der Verschiebung ist aber gerade die Verschiebungsstromdichte. Ein Verschiebungsstrom ist genauso wie ein Ladungsträgerstrom von einem Magnetfeld umgeben. Wenn die zeitliche Änderung des E-Feldes sinusförmig verläuft, ist die Magnetfeldänderung ebenfalls sinusförmig, das dadurch induzierte E-Feld kosinusförmig usw.

Gio Goi · Anmeldungsdatum: 14.05.2010 Beiträge: 19

ok strahlt denn jetzt z.B. ein ganz normaler kondensator beim aufladen auch, wenn ja warum, wenn nein warum nicht, was sind denn jetzt die genauen voraussetzungen für strahlung...wenn es ja so ist wie schnudl sagt und ein sich zeitlich änderndes feld eine strahlung bewirkt, müsste doch auch hier strahlung auftreten oder nicht?

schnudl · Moderator Anmeldungsdatum: 15.11.2005 Beiträge: 6979 Wohnort: Wien

Bei "Strahlung" musst du unterscheiden zwischen

1) den Feldern, welche in der näheren Umgebung eines Leiters aufgebaut werden und mit 1/r^2 abfallen

und

2) den Fernfeldern, welche mit 1/r abfallen (also sehr schwach) und Energie permanent abtransportieren.

Erstere (statische) Felder lassen sich durch kapazitive und induktive Ersatzschaltbilder beschreiben: Z.B. hat eine Doppelleitung immer eine gewisse Kapazität pro Längeneinheit, da die parallelen Adern als Kondensator wirken. Genauso hat eine Leitung immer auch eine bestimmte Induktivität pro Längeneinheit, die das den Leiter umgebende Magnetfeld berücksichtigt. Diese Blindkomponenten nehmen zwar Energie in Form von Feldenergie auf, geben diese aber wieder ab, wenn man den Strom bzw. die Spannung reduziert.

Kompliziert wird es, wenn 2) ins Spiel kommt. Hier kann man zeigen (klassische Elektrodynamik; die Mathematik dahinter ist aber recht aufwändig), dass es auch (dynamische) Komponenten gibt, die bei Beschleunigungsvorgängen von Ladungen ins Gewicht fallen. Das zugeordnete Fernfeld transportiert im Gegensatz von 1) immer Energie von der Quelle weg, ist also ein echter Verlust (eben Abstrahlung im engeren Sinne). Das Ersatzschaltbild einer strahlenden Einrichtung hat daher immer auch eine ohmsche Komponente, die diesen Verlust ausdrückt. Bei Antennen kann man diesen Strahlungswiderstand leidlich exakt ausrechnen. Strahlungsverluste bei normalen Leitern (z.B. bei der Zuleitung eines Kondensators oder hervorgerufen durch den Verschiebungsstrom) sind aber im Vergleich zu der im Kondensator gespeicherten Energie praktisch zu vernachlässigen. Erst bei hohen Frequenzen, wo die Wellenlänge in die Größenordnung der Leitungsdimension kommt, wird es dann haarig (siehe Hinweis von isi1: Schirmung von Komponenten).