Experimente
E H 3
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Phasenlage von Spannung und Strom an einem Kondensator

Skizze
Skizze
Phasenlage von Spannung und Strom an einem Kondensator
Phasenlage von Spannung und Strom an einem Kondensator
Alternativer Aufbau mit zusätzlichen Anschlussmöglichkeiten
Alternativer Aufbau mit zusätzlichen Anschlussmöglichkeiten
Wechselstrom durch einen 200 Ω Widerstand wird am Oszilloskop verglichen mit der Spannung an
1) einem 100 Ω Widerstand (E.H.1.1)
2) einer Spule mit 1000 Windungen (E.H.2.1)
3) einem 8+8 µF Kondensator (E.H.3.1).
Alle vier Elemente sind in Reihe geschaltet.
Zu 1) \(U(t)=U_{0}\cdot \text{cos}(\omega t)\); \(I(t)=\frac{U_{0}}{R}\cdot \text{cos}(\omega t+\varphi )\)
a) Phasenlage: \(\varphi =0\).
b) Stromamplitude I(t) ist frequenzunabhängig.
c) I(t) ist umgekehrt proportional zu R.

Zu 2) \(U(t)=U_{0}\cdot \text{cos}(\omega t)\); \(I(t)=\frac{U_{0}}{\omega L}\cdot \text{cos}(\omega t+\varphi )\)
a) Phasenlage: \(\varphi =-\frac{\pi }{2}\). Der Strom hinkt hinter der Spannung her.
b) Die Stromamplitude I(t) wächst mit kleiner werdender Frequenz.
c) Die Stromamplitude I(t) sinkt mit größer werdendem L (Joch schließen).

Zu 3) \(U(t)=U_{0}\cdot \text{cos}(\omega t)\); \(I(t)=\omega CU_{0}\cdot \text{cos}(\omega t+\varphi )\)
a) Phasenlage: \(\varphi =+\frac{\pi }{2}\). Der Strom eilt der Spannung voraus.
b) Die Stromamplitude I(t) ist der Frequenz direkt proportional.
c) Die Stromamplitude I(t) ist der Kapazität C direkt proportional.

Hinweise zum Versuchsaufbau:
Gleicher Versuchsaufbau für die Versuche E.H.1.1 sowie E.H.2.1 und E.H.3.1.
Die jeweils zu betrachtende Spannung wird über dem jeweiligen Bauteil mittels Differenzverstärker abgegriffen und im Y2-Kanal des Oszillograph dargestellt.
Der Frequenzgenerator ist auf 400 Hz und Sinusschwingungen einzustellen.
Verstärkung am Differenzverstärker auf 1 einstellen.

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