Gesamtdokument Elektrotechnik 3. Lehrjahr

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Allgemeine Charakteristik des Serieschwingkreises Wir haben nun mit zwei Versuchen die Eigenschaften vom Serieschwingkreis etwas genauer kennengelernt. Es ist nun an der Zeit, einige grundsätzliche Eigenschaften der RLC Serieschaltung festzuhalten. Wir betrachten hier drei Frequenzpunkte: Verhalten bei kleinen Frequenzen f > f 0 : Bei sehr grossen Frequenzen erwarten wir ebenfalls einen kleinen Strom. Da die Induktivität mit zunehmender Frequenz immer hochohmiger wird, muss der Strom entsprechend sinken: Der Strom nimmt bei sehr grossen Frequenzen um 20 dB/Dekade ab. <strong>Elektrotechnik</strong> Alexander Wenk Seite 24
Verhalten bei Resonanzfrequenz f = f 0 : Bei Resonanzfrequenz ist der Strom maximal. Er beträgt I Max = U 1 /R Ist also nur durch den Widerstand R begrenzt. Dieser Widerstand ist entweder wie in unserem Laborversuch als Bauteil vorhanden oder es ist der Drahtwiderstand der Spule. Besonders interessant ist bei Resonanzfrequenz das Spannungsverhältnis an den einzelnen Bauteilen. Bei Resonanz sind die Blindspannungen U L = U C , wobei der Betrag dieser Spannungen um ein vielfaches grösser wie die Eingangsspannung sein können. Bei Resonanz ist U 1 = U R , da sich die Blindspannungen aufheben. Wir können also das Verhältnis U L / U R resp.U C / U R als Gütekriterium für den Schwingkreis verwenden, so wie wir das bereits früher berechnet haben. Güte Q = UL / UR = XL / R oder Q = UC / UR = XC / R (Achtung: Gilt im RLC Kreis so nur bei Resonanzfrequenz) Wenn wir also einen Schwingkreis mit hoher Güte aufbauen wollen, sind wir bestrebt, ein möglichst kleines R einzubauen. Dieser Widerstand kann aber nicht ganz vermieden werden, denn im Minimum haben wir ja den Drahtwiderstand der Spule. Die Güte des Serieschwingkreises wird also durch die Spule bestimmt (Annahme, der Kondensator sei ideal). Die Güte des Schwinkreises ist folglich gleich wie die Güte der Spule, bei der Resonanzfrequenz betrachtet. <strong>Elektrotechnik</strong> Alexander Wenk Seite 25
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