Physik Q2: Elektrischer Schwingkreis

Aufbau

Quelle: http://bscw.sfz-bw.de/pub/bscw.cgi/280318?op=download&id=280318_280333

Erläuterung

• U₀: Spannungsquelle

• C: Kondensator

• L: Spule

• S: Schalter

• U bzw. I sind Messgeräte

Durchführung

Erst wird der Schalter S so gelegt, dass der Kondensator C aufgeladen wird. Danach wird der Kondensator von der Spannungsquelle U₀ getrennt (Wie?). Der Kondensator C entlädt sich dann über die Spule L, die Messgeräte messen Spannung U bzw. Strom I im Schaltkreis.

Ergebnis der Messung

Aufgaben

1. Bestimme die Spannung U₀, mit der der Kondensator C aufgeladen wurde.
   
2. Ermittle aus der Messkurve die Frequenz f bzw. die Periode T der Schwingung.
   
3. Erläutere, was im elektrischen Schwingkreis "schwingt".
   
4. Die Energie "pendelt" im elektrischen Schwingkreis hin und her. Erläutere, um welche Energieformen es sich handelt, und wo diese Energie gespeichert wird.
5. Mit der Thomsonschen Schwingungsgleichung (siehe unten) kann man die Frequenz f berechnen, falls Kapazität C und Induktivität L gegeben sind. Da mir nur noch die Induktivität L bekannt ist (L = 500 H), bitte ich um die Berechnung von C.
6. Bei der Schwingung handelt es sich um eine gedämpfte Schwingung (Warum?). Bestimme aus der Abbildung eine Funktion, die die Abnahme der Spannung U beschreibt.

→ Hilfe zur Nr. 3 bzw. Nr. 4: S. 195/196 im Cornelsen: Physik. Oberstufe (!)

→ Thomsonsche Schwingungsgleichung: $$ f_0 = \frac {1} {2\pi \cdot \sqrt {LC} } $$

→ Hilfe zur Nr. 6: S. 197 im Cornelsen: Physik. Oberstufe (!)