Tiefpass-Schaltung (Amplitude und Phasenverschiebung)

TryingToUnderstandIt · Anmeldungsdatum: 23.05.2022 Beiträge: 58

Meine Frage:
Hallo wieder einmal an die Physiker,

Heute frage ich mehr oder weniger mit einer Dringlichkeit, weil diese heutige Aufgabe sehr wichtig ist (bzw. wichtig, sie richtig zu lösen). Deswegen möchte ich sie hier in das Portal schicken, weil ich mir dann relativ sicher sein kann, dass mir irgendwer weiterhelfen kann Augenzwinkern

. Die Aufgabe selber habe ich in den Anhang gestellt.

Meine Ideen:
EDIT: Ich habe mal ein paar Ansätze dazu:

Zu 1. (Gefragt war nach der Amplitude der Ausgangsspannung und der Phasenverschiebung als Funktion der Kreisfrequenz):

Also, mit dem Konzept der komplexen Impedanzen, ist

(einfach die Widerstände Summiert) und somit:

Mit

und

folgt dann:

wobei

Zieht man jetzt ein

heraus und teilt das obere

mit diesem, folgt:

Was zu:

wird, wenn man

einsetzt.

Setzt man jetzt

und (da die Spannung Anfang wie Ende gleiche Schwingungsart hat)

folgt:

und somit

Für die Phasenverschiebung habe ich:

Zu 3: Es ist zu interpretieren die Abhängigkeit der Amplitude von der Frequenz w, sowie die Größe und das Vorzeichen der Phasenverschiebung

1) Die Abhängigkeit der Amplitude von der Frequenz impliziert, dass für große Frequenzen, also w groß, kaum bis keine Amplitude und somit keine Spannung am Ende gemessen werden kann, für kleine Frequenzen jedoch, also w klein, geht die Amplitude gegen 1*U(e,0), womit der Strom am Ende gleich der Eingangsspannung wird. Das heißt, dass nur kleine Frequenzen durchgelassen werden, weshalb diese Bauteil auch Tiefpass genannt wird.

2) Das Vorzeichen der Phasenverschiebung impliziert, dass der Strom am Ende dem Eingangsstrom um einen gewissen Faktor vorausläuft. Da dieser Faktor jedoch sehr klein ist (< 10^-9), ist diese Phasenverschiebung kaum zu bemerken.

Und natürlich bedanke ich mich jetzt schon mal für jegliche Antwort und Ansätze bzw. Hilfestellungen Augenzwinkern

isi1 · Anmeldungsdatum: 03.09.2006 Beiträge: 2902 Wohnort: München

Wenn ich, wie gefordert, das Konzept der komplexen Impedanzen verwende
und die Spannunfsteilerformel,
erhalte ich mit Zc = 1/(j w C) abweichend von Beitrag 1 :

Und bei der Eckkreisfrequenz von w = 1/(25 ns) entsprechend der Frequenz 6,366 MHz