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Musti
Anmeldungsdatum: 10.03.2007
Beiträge: 31
Wohnort: Wuppertal
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 Musti Verfasst am: 05. Sep 2007 21:05 Titel: Schwingkreis |
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Hallo hab da Probleme bei einer Aufgabe. Ich formuliere sie ersteinmal.
Mit einem computergestützten Messwerterfassungssystem wurde an einem Schwingkreis die Spannung U in Volt in Abhängigkeit von der Zeit t in s gemessen und als Diagramm ausgesrückt.
e) Wie groß ist die maximale elektrische bzw. magnetische Feldenergie?
f) Zu welchen zeitpunkten wird die elektrische Feldenergie maximal zu welchen die magnetische? Begründe!
zu e) Die maximale Feldenergie kriege ich mit der Formel W=1/2*L*I²
Laut Energieerhaltungssatz ist die magnetische Feldenergie=elektrische Feldenergie.
zu f) Also ich weiß nicht zu welchen Zeitpunkten dass maximal ist. Ich hab als Beilage einen Graph auf der in der y-Achse die Spannung in abhängigkeit der Zeit eingezeichnet ist.
Es handelt sich wohl dabei um die Spannungs-Zeit-Funktion welches ja eine Cosinuskurve sein muss.
Nun wollte ich wissen wie ich an den Zeitpunkt komme und wollte wissen wo z.B in einer Spannungs-Zeit-Funktion die maximale elektrische Feldenergie ist und wo die maximale magnetische Feldenergie ist.
Danke im voraus
Gruß Musti |
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magneto42
Anmeldungsdatum: 24.06.2007
Beiträge: 854
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| magneto42 Verfasst am: 05. Sep 2007 21:45 Titel: |
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Hallo Musti.
Die Antwort zu e) sieht in Ordnung aus.
Zu f) gehört die Überlegung wann die Stromstärke und wann die Spannung maximal ist und wem welcher Zustand nutzt. Die Formel der Feldenergie für die Spule hast Du ja schon genannt
Es ist leicht zu sehen, daß die maximale Feldenergie der Spule sich nach dem maximalen Strom richtet. Wie ist die Spannung zu diesem Zeitpunkt?
Wovon hängt die Feldenergie des Kondensators ab? Wann ist der Zustand maximal?
Helfen die Hinweise weiter? |
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Musti
Anmeldungsdatum: 10.03.2007
Beiträge: 31
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| Musti Verfasst am: 05. Sep 2007 22:02 Titel: |
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Das heißt die maximale Stromstärke gibt die maximale elektrische Feldenergie an und diese berechne ich indem ich die Stromstärke-Zeit-Funktion mit dem Extremum gleichsetze. Demzufolge ist bei der Nullstelle der Stromstärke-Zeit-Funktion die magnetische Feldenergie maximal? 
Habe ich dich da richtig verstanden? |
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magneto42
Anmeldungsdatum: 24.06.2007
Beiträge: 854
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| magneto42 Verfasst am: 05. Sep 2007 23:15 Titel: |
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Nein  .
1.) Überlege welche Art Feld bei Spule bzw. Kondensator vorherrscht.
2.) Wenn ein Ohm'scher Widerstand im Schwingkreis keine Rolle spielt, welche Phasenverschiebung haben Strom und Spannung?
Damit kannst Du dann sagen, an welcher Stelle in Deinem Spannungs/Zeit-Diagramm welche Feldenergie maximal ist. |
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schnudl
Moderator
Anmeldungsdatum: 15.11.2005
Beiträge: 6979
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| schnudl Verfasst am: 06. Sep 2007 11:17 Titel: |
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| Musti hat Folgendes geschrieben: | ...Demzufolge ist bei der Nullstelle der Stromstärke-Zeit-Funktion die magnetische Feldenergie maximal?
Habe ich dich da richtig verstanden? |
Wodurch wird denn ein Magnetfeld erzeugt ? Wenn das, was es erzeugt aber Null ist, dann muss das Magnetfeld auch Null sein ...
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Wenn du eine weise Antwort verlangst, musst du vernünftig fragen (Goethe) |
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Musti
Anmeldungsdatum: 10.03.2007
Beiträge: 31
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| Musti Verfasst am: 06. Sep 2007 13:57 Titel: |
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Danke Leute für eure Info aber leider weiß ich irgendwie nichts damit anzufangen.
Ich weiß nicht wo bei der Spannungs-Zeit Graphen die elektrische Feldenergie maximal ist. Ich würde eben sagen dass am Maximum die Feldenergie maximal ist.
Sorry leute ich bin echt nicht so gut in Physik
Hoffe ihr könnt mir sagen wo die maximale elektrische Feldenergie zu finden ist am graphen. |
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magneto42
Anmeldungsdatum: 24.06.2007
Beiträge: 854
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| magneto42 Verfasst am: 06. Sep 2007 15:12 Titel: |
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| Musti hat Folgendes geschrieben: | | Ich weiß nicht wo bei der Spannungs-Zeit Graphen die elektrische Feldenergie maximal ist. Ich würde eben sagen dass am Maximum die Feldenergie maximal ist. |
Richtig  . Gib doch einmal die Formel für die Energie des elektrischen Feldes beim Kondensator an. Du solltest dann sofort den Zusammenhang von Feldenergie und Spannung sehen.
Oben ist auch schon erwähnt, daß bei der Spule die Feldenergie bei maximalem Strom ihr Maximum erreicht. Du solltest inzwischen auch gelernt haben, daß im einfachen Schwingkreis die Spannung und die Stromstärke nicht gleichzeitig ihre Maxima erreichen. Es besteht aber eine feste Phasenbeziehung zwischen beiden Größen. Schau doch mal in Dein Skript/Buch. Wenn die Spannung extremal ist, wie groß ist dann der Strom? Wie ist es umgekehrt? |
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Musti
Anmeldungsdatum: 10.03.2007
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| Musti Verfasst am: 06. Sep 2007 15:36 Titel: |
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Danke dir 
Also die Phasenbeziehung müsste die sein, dass bei der Nullstelle der Strom-Zeit-Funktion die maximale magnetische Feldenergie sein müsste oder?
Rechnerisch bekomme ich den Zeitpunkt doch raus, wenn ich die Strom-Zeit-Funktion mit der Amplitude gleichsetze oder?
Danke |
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magneto42
Anmeldungsdatum: 24.06.2007
Beiträge: 854
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| magneto42 Verfasst am: 06. Sep 2007 18:49 Titel: |
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| Musti hat Folgendes geschrieben: | | Also die Phasenbeziehung müsste die sein, dass bei der Nullstelle der Strom-Zeit-Funktion die maximale magnetische Feldenergie sein müsste oder? |
Ich weiß nicht, ob wir wirklich von derselben Sache sprechen? Verwechselst Du Nullstelle und Extremum oder liest Du nicht was ich (zweimal) geschrieben habe. Also zum dritten mal  : die magnetische Feldenergie der Spule ist maximal, wenn die Stromstärke maximal ist
| Musti hat Folgendes geschrieben: | | Rechnerisch bekomme ich den Zeitpunkt doch raus, wenn ich die Strom-Zeit-Funktion mit der Amplitude gleichsetze oder? |
Hast Du denn die Strom-Zeit-Funktion? In deiner Einleitung steht doch, daß die Spannung in Abhängigkeit der Zeit gemessen wird. Deshalb frage ich ja dauernd nach der Beziehung von Strom und Spannung im Schwingkreis . |
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schnudl
Moderator
Anmeldungsdatum: 15.11.2005
Beiträge: 6979
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| schnudl Verfasst am: 06. Sep 2007 19:59 Titel: |
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versuch mal einen vergleich mit einem pendel und ersetze
auslenkungswinkel --> spannung
geschwindigkeit --> strom
wenn geschwindigkeit maximal ist, dann steckt die gesame energie in kinetischer energie. wie gross ist denn dann die winkelauslenung und die potentielle energie ?
wenn winkelauslenkung maximal ist, dann steckt die gesame energie in potentieller energie. wie gross ist denn dann die geschwindigkeit und die kinetische energie ?
mache eine skizze, wie sich auslenkung und geschwindigkeit mit der zeit ändern und versuche diese tatsachen auf den schwingkreis zu übertragen !
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Musti
Anmeldungsdatum: 10.03.2007
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| Musti Verfasst am: 06. Sep 2007 22:12 Titel: |
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So ich habs verstanden Danke.
Sorry dass ich soviel Aufstand gemacht habe 
Gruß Musti |
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