Schwebung einer Kugel im Magnetfeld - Fachbereich Elektrotechnik ...

gelposition abhängiges Ausgangssigal Uist. Dieses wird einem Regler zugeführt,
der über seine Ausgangsspannung UREG und einen Verstärker den Spulenstrom
i des Elektromagneten so einstellt, dass die Kugel in der vorgegebenen Ruhe-
lage verbleibt. Die zur Regelung der Kugellage notwendigen Stromänderungen
Abbildung 2.2: Grundsätzliche Versuchsanordnung
müssen schnell in die Spule eingeprägt werden, da eine große Verzögerung und
die damit verbundene Phasendrehung die Stabilität des Regelkreises gefährdet.
Ein unterlagerter Stromregelkreis, ausgeführt als Stromverstärker [4] mit einer
ausreichend hohen Versorgungsspannung, sorgt für ein schnelleres Einstellen des
geforderten Stromes als dies mit einer direkten Ansteuerung der Spule durch die
Reglerausgangsspannung möglich wäre.
Die Kugelposition wird durch die Erkennung der unteren Kante erfasst. Die von
der Lampe angestrahlte Kugel wirft einen Schatten auf dem Sensor. Dieser wird
dadurch in drei Bereiche aufgeteilt. Der obere Teil des Sensors liegt im Schatten
der Kugel, der untere wird durch das volle Licht der Lampe beleuchtet. Dazwi-
schen ist der untere Rand des Kugelschattens als Übergang von dunkel nach hell
auf dem Sensor erkennbar. Um diesen Übergang, und damit die Kugelposition,
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