Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Schwingkreis (Grundlagen)


von Ice R. (ascareth)


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Hallo,

mal eine ganz grundlegende Frage zum Verständnis des Schwinkreises:

Ich hänge einen Kondensator an eine Gleichspannungsquelle und lade ihn 
auf. Dann nehme ich die Quelle weg und hänge eine Spule anstelle der 
Quelle. Der Kondensator entlädt sich jetzt in die Spule, also die 
elektrische Feldenergie des Kondensators wird in magnetische Feldenergie 
der Spule umgewandet. Dabei fließt ein Strom in Richtung a. Außerdem 
wird dabei eine Spannung in der Spule induziert, die ihrer Ursache 
entgegen gerichtet ist. Wenn kein Strom mehr fließt, sich der 
Kondensator entladen hat, bricht das Spulenmagnetfeld zusammen und 
induziert dabei eine Spannung, die in die ursprüngliche Richtung 
zeigt. Diese Spannung treibt dann also einen Strom, der wiederum in die 
Richtung a fließt und den Kondensator erneut lädt.

Ist das so in etwa richtig?

Grüsse.

von abcd (Gast)


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Hallo,

Ice Rage schrieb:
> Ist das so in etwa richtig?
Anfang ja, dann aber falsch.

Ice Rage schrieb:
> Wenn kein Strom mehr fließt, sich der Kondensator entladen hat
Wenn der Kondesator entladen ist, dann fließt betragsmäßig der größte 
Strom. Denn dann ist ja die komplette Energie im Magnetfeld der Spule 
gespeichert.

Hier kann man das Ganze nachlesen:
http://de.wikipedia.org/wiki/Schwingkreis#Zustandekommen_von_freien_Schwingungen_im_idealen_Schwingkreis

von hilmar (Gast)


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Im Prinzip ja. Zu beachten ist nur, daß sich jedesmal die Spannung 
umpolt. Also wenn das Magnetfeld der Spule zusammenbricht und damit eine 
Spannung induziert wird, ist diese andersherum gepolt als die 
ursprüngliche Kondensatorspannung. Daraus ergibt sich dann die 
abklingende Schwingung am Schwingkreis mit positiver und negativer 
Halbwelle. Abklingend deswegen, weil ja bei jedem Umladen Verluste 
entstehen (ohmscher Widerstand, Wärme, Leckströme am Kondensator und so 
weiter).
Schau mal hier: http://de.wikipedia.org/wiki/Schwingkreis

von Ice R. (ascareth)


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Also das hier finde ich, ist ziemlich schlecht erklärt:
1
4. Bei spannungsfreier Spule fließt der Strom stetig weiter, da er sich – genau wie der Magnetfluss – 
2
nicht abrupt ändern kann.

Der Strom fließt ja nicht einfach weiter, sondern in entgegengesetzter 
Richtung in den Kondensator zurück, wie es ja hier auch dann steht:
1
Der Strom beginnt, den Kondensator in Gegenrichtung zu laden.

Das heißt also, dass, nachdem die Spule aufgeladen ist, sich das 
Magnetfeld abzubauen beginnt und dabei eine Spannung in der Spule 
induziert wird, die einen Strom treibt, der den Kondensator 
entgegengesetzt auflädt. (LENZ-Regel)

von Jobst Q. (joquis)


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Weißt du wie ein Pendel funktioniert ? Dann nimm mal den Ausschlag als 
Spannung am Kondensator, die Geschwindigkeit als Strom in der Spule.

Wenn der Ausschlag beim Pendel am größten ist, ist die Geschwindigkeit 
Null, alle Energie ist potentielle. Dann steigt die Geschwindigkeit zum 
Mittelpunkt hin. Am Mittelpunkt ist alle Energie in der Geschwindigkeit. 
Diese Geschwindigkeit, der Schwung, hebt das Pendel hoch auf die andere 
Seite, bis die Energie als potentielle allein im Ausschlag steckt, 
diesmal aber auf der anderen Seite. Dann geht das Ganze rückwärts und so 
weiter.

Beim Schwingkreis ist erst alle Energie im Kondensator als Spannung, der 
Strom in der Spule ist Null. Dann steigt der Strom durch die Spule an, 
während der Kondensator entladen wird. Wenn er leer ist, ist alle 
Energie in der Spule als Strom. Der Strom fließt weiter, lädt den 
Kondensator in entgegengesetzter Richtung auf und nimmt dadurch ab. Nun 
ist wieder alle Energie im Kondensator als Spannung, nur umgekehrt. Und 
weiter gehts.

von hilmar (Gast)


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Gute Erklärung, und so einfach :-)

von Jobst Q. (joquis)


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Ice Rage schrieb:
> Der Strom fließt ja nicht einfach weiter, sondern in entgegengesetzter
> Richtung in den Kondensator zurück, wie es ja hier auch dann steht:

Doch er fließt einfach weiter, er ändert seine Richtung nicht. Es ist ja 
ein Entladestrom und wenn die "Entladung" weitergeht, wenn C schon 
entladen ist, wird er negativ aufgeladen.

von Ice R. (ascareth)


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Eben, weil es ein Entladestrom ist - wie soll der weiter fließen, wenn C 
doch schon entladen ist?

von Jobst Q. (joquis)


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Durch den "Schwung", die Trägheit des Magnetfelds. Eine Induktivität ist 
eben kein Widerstand, bei dem der Strom bei entladenem Kondensator auch 
Null wird, sondern wie der Kondensator auch ein Energiespeicher. 
Zwischen diesen beiden Speichern rotiert die Energie.

von Tobias F. (coldtobi)


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Ice Rage schrieb:
> Eben, weil es ein Entladestrom ist - wie soll der weiter fließen,
> wenn C
> doch schon entladen ist?

Die Spule sorgt dafür das der Strom weiterfließt und den C wieder 
auflädt -- nur mit anderen Vorzeichen: Wo vorher+ war ist jetzt -

von Ice R. (ascareth)


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Tobias Frost schrieb:
> Ice Rage schrieb:
>> Eben, weil es ein Entladestrom ist - wie soll der weiter fließen,
>> wenn C
>> doch schon entladen ist?
>
> Die Spule sorgt dafür das der Strom weiterfließt und den C wieder
> auflädt -- nur mit anderen Vorzeichen: Wo vorher+ war ist jetzt -

Das meine ich doch gerade! ;). Das sich der Strom, der durch den Abbau 
des Spulenmagnetfeldes getrieben wird der Polarität des Ladestromes 
entgegengerichtet ist. Da stimmt doch so oder?

von Jobst Q. (joquis)


Angehängte Dateien:

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Nein. Nur die Spannung am Kondensator wechselt in dieser Phase die 
Richtung.
Der Strom behält die Richtung aus der Entladung des Kondensators bei,bis 
der Kondensator wieder in anderer Richtung aufgeladen ist. In dieser 
Phase ist der Strom die Ursache und der Spannungsanstieg die Wirkung.

Erst danach ist die Spannung des Kondensators wieder die Ursache für 
einen Strom in die andere Richtung.

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