Phasendrehung an Schwingkreisen / induktiven Kopplungen

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Autor
Phasendrehung an Schwingkreisen / induktiven Kopplungen

    







BID = 144543

Kruemelix

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Beiträge: 24
 

  


Hallo,

ich hätte mal wieder ein paar Anfängerfragen bezüglich der Phasendrehung an Schwingkreisen / induktiven Kopplungen.

Voraussetzung:
Kondensator: Strom um -90° gegenüber Spannung verschoben. Kapazitativer Widerstand Xc = 1/(omega*C)
Spule: Strom um +90° gegenüber Spannung verschoben. Induktiver Widerstand Xl = omega*L
(ok, das ist das was ich in der Schule gelernt habe)


1)
Phasendrehung am Parallelschwingkreis bei Resonanz
aaalso, ich habe das so gesehen: Da haben wir auf der einen Seite den Kondensator, welcher den Strom um +90° gegenüber der Spannung dreht, auf der anderen Seite die Spule, welche ihn um -90° dreht. Im Resonanzfall sind beide Widerstände gleich groß, d.h. die durch Spule und Kondensator entstandenen gegenphasigen Ströme sind gleich groß und heben sich auf, wodurch keine Phasendrehung zustande kommt.

Phasendrehung am Parallelschwingkreis falls f < f(Resonanz)
falls nun die Frequenz unter der Resonanzfrequenz liegt, ist der induktive Widerstand (omega*L) kleiner als der kapazitative (1/(omega*C)) wodurch durch die Spule mehr Strom als durch den Kondensator fließt. Dies hat zur Folge, dass der Strom um +x (0°<x<+90°) gedreht wird

Phasendrehung am Parallelschwingkreis falls f > f(Resonanz)
Hierbei entsteht genau der umgekehrte Fall wie in obigen Beispiel.

würde man nun an den Schwingkreis eine Wchselspannungpannung anlegen, so dürfte doch, zumindest in diesem theoretischen Modell und bei Resonanzfrequenz kein Strom fließen, da die durch Kondensator/Spule entstandenen Ströme gegenphasig sind und sich wieder aufheben, wodurch zwar der Schwingkreis schwingt, aber zugleich einen unendlich hohen Widerstand darstellt.
Hier eine weitere Frage: Wie entsteht überhaupt dieser Blindwiderstand, durch den dann doch Strom fließen kann? (meine Vermutung ist: Abbremsung der Elektronen bei Zusammenstöße der Elektronen mit den Atomkernen, Ladungsübertragung am Kondensator und bei der Spule??)

Stimmt das so?
und wenn ja, ich habe immer keine Ahnung wie man sich das bildlich vorstellen soll: ich habe da z.B. einen Überschuss an um +90° gedrehtem Strom, und deshalb erfolgt nur eine Phasendrehung um z.B. +10°? (wieso nicht +90°?)


2)
Phasendrehung an induktiven Kopplungen
Ich muss ehrlich eingestehen, ich habe keine Ahnung wie das funktioniert, irgendwo ist bei mir dann der Faden gerissen.
Soviel ich weiss, erfolgt bei induktiven Kopplungen an der Sekundärspule bei Resonanzfrequenz eine Phasendrehung um 90°, aber von was (Strom, Spannung) und in welche Richtung?
Ich habe mir das so gedacht:
In der Primärspule ist der Strom bereits um +90° gegenüber der Spannung gedreht, durch den Stromfluss wird ein (mit dem Strom) gleichphasiges magnetisches Feld erzeugt, wodurch in der Sekundärspule wieder ein gleichphasiger Strom erzeugt wird, und eine Spannung, um -90° verschoben.
Gemäß meiner Theorie erfolgt dann aber KEINE Phasendrehung am Sekundärschwingkreis.
(ich weiss das es falsch ist, aber ich weiss nicht wieso).

Letzte Frage: HAt irgendjemand eine Ahnung, welcher Demodulatortyp sich in einem TBA120U befindet?

Vielen Dank für die Hilfe!

BID = 144620

Topf_Gun

Schreibmaschine



Beiträge: 1236

 

  

Fangen wir mit dem Reihenschwinkreis an: (ist IMHO am einfachsten )

in einer Reihenschaltung fließt durch alle "Teilnehmer (R,L,C)" der gleiche Strom.

dieser Strom erzeugt über jedem Teilnehmer einen Spannungsabfall U=Z*I,

Addierst Du den Spannungsabfall über allen 3 Teilnehmern, heben sich im Resonanzfall der kapazitive und der induktive Spannungsabfall auf.

Zeichne es dir am besten auf:

Strom Wagerecht, ebenso der Spannungsabfall am Ohmschen Anteil.

Der kapazitive Anteil des Spannungsabfalles Senkrecht nach oben, den induktiven Anteil Senkrecht nach Unten.

Addierst (geometrisch) Du nun die 3 Teilspannungen bekommst Du den Spannungsabfall über dem Schwinkreis und die resultierende Spannung (und ihre Phasenlage Zum Strom).

Solange Du einen Ohmschen Anteil hast ist die Phasenverschiebung nie + oder - 90°.

bei f<f_0 ist die Phasenverschiebung zwischen -90 und 0°
bei f>f_0 ist die Phasenverschiebung zwischen +90 und 0°

im Idealfall (R=0) würde der Schwinkreis keinen Widerstand haben.


Für den Paralellschwingkreis ist diese Betrachtung Analog zu machen, nur das hier über jedem der 3 Teilnehmer die gleiche Spannung abfällt und Du den Resultierenden Strom geometrisch
addieren musst.

im Idealfall (R=unedlich) würde der Schwinkreis einen unendlich großen Widerstand haben.

Ich hoffe, so weit so klar, bei der Kopplung müsste ich noch mal nachlesen, das habe ich schon 5 Jahre nicht mehr gebraucht...

Gruß Topf_Gun

Edit:

Zur Kopplung deine Übertragungskette ist falsch

U_1 erzeugt I_1=Magnetfeld I_1 induziert in Kreis 2 eine Spannung U_2 (180°, der Ursache entgegen).

U_2 ist dann für I_2 "verandwortlich"






[ Diese Nachricht wurde geändert von: Topf_Gun am  1 Jan 2005 17:07 ]

BID = 144792

alra

Stammposter



Beiträge: 307

@kruemelix,

unter dem link findest Du eine Testversion von Electronic Workbench (EWB). Damit kannst Du einfache Schaltungen aufbauen und mit geeignetem Meßgerät "durchmessen". Vielleicht werden Dir die Vorgänge dann klarer

http://ods.schule.de/bics/cif/physik/download.htm


alra

BID = 144795

Topf_Gun

Schreibmaschine



Beiträge: 1236

Jetzt muß ich mir selber wiedersprechen (rotwerd)

Die Phasenverschiebung zwischen Strom und induzierter Spannung ist NICHT -180°.

U= -L*d(B*A)/dt

Das - entspricht einer Phasenverschiebung von 180°, aber die Ableitung bringt nun mal 90° (Ableitung des sin ist der cos)

Gruß Topf_Gun

BID = 144854

Kruemelix

Neu hier



Beiträge: 24

@ topf_gun

danke für deine Hilfe, dennoch bleiben noch ein paar Fragen offen:

Bei den Schwingkreisen hat doch dann meine These gestimmt, oder?
Und beim Reihenschwingkreis muss man von einer gleichen Stromstärke ausgehen und dann schauen wie die Spannung dazu gedreht ist, beim Parallelschwingkreis muss man von einer gleichen Spannung ausgehen und schauen wie der Strom dazu gedreht ist.

Zu dem Blindwiderstand: wie genau entsteht dieser? Der hat doch zur Folge, dass beim Parallelschwingkreis ein phasengleicher Strom zur Spannung, und beim Reihenschwingkreis eine phasengleiche Spannung zum Strom entsteht, richtig?

noch was: ich glaube ich habe in meinem 1. Post auch Mist geschrieben, am Kondensator ist doch der Strom um +90° gegenüber der Spannung phasenverschoben, an der Spule um -90°.

nochmal zur Kopplung:

U1 erzeugt I1 (um -90° gegenüber U1 phasenverschoben), I1 erzeugt ein phasengleiches Magnetfeld, dieses induziert eine Spannung U2 (um 180° phasenverschoben gegenüber I1, bzw. um +90° gegenüber U1 phasenverschoben). Und U2 bewirkt dann wieder einen Strom I", welche um +90° gegenüber I1 versetzt ist.

sry dass ich da so nachhake, aber ich brauche diese Daten für meine Facharbeit, und da will ich halt Gewissheit haben dass es stimmt.

EDIT: ich habe noch einen weiteren Widerspruch zwischen einem Buch und meinen Aufzeichnungen gefunden: bei einem (lose)induktiv gekoppelten Schwingkreis besteht ja zwischen den beiden Spulen bei Resonanzfrequenz eine Phasenverschiebung von +90°, was passiert wenn man die Frequenz erhöht, ist der Phasenwinkel dann zwischen 0° und +90° oder zwischen +90° und +180°?

[ Diese Nachricht wurde geändert von: Kruemelix am  2 Jan 2005 12:44 ]

[ Diese Nachricht wurde geändert von: Kruemelix am  2 Jan 2005 12:44 ]

BID = 144894

Topf_Gun

Schreibmaschine



Beiträge: 1236

Deine These zu den Schwinkreisen stimmt, wenn mann den ohmschen Anteil vernachlässigt.
Ein (oder mehrere) Bild(er) sagt mehr als 1000 Worte.

Ich hoffe, die Zeigerdarstellung sagt dir was.
Der Strom I wird mit Phasenlage 0° angenommen. Mathematische Zählweise, d.H. Winkel werden gegen den Uhrzeigersinn positiv gezählt.
Ein Zeiger, der (mathematisch) nach einem anderen kommt ist zeitlich dahinter.

Merksatz: An Induktivitäten tun die Sträme sich verspäten!

Das Bild zeigt die Verhältnisse, wenn die Frequenz kleiner als die Rrsonanzfrequenz ist.

Der betagsmäsig größte Teil der Spannung fällt über der Kapazität ab.


Gruß Topf_Gun



BID = 144906

Topf_Gun

Schreibmaschine



Beiträge: 1236

Die Länge der Zeiger ergibt sich aus der über dem Bauelement abfallenden Spannung.

U=Z*I

Z_L=omega*L
Z_C=1/(omega*C)
Z_R=R

Die Spannungsabfälle an C und L sind frequenzabhänig.

nun zum Fall das die Frequenz größer als Resonanzfrequenz ist.

Dann fällt über der Induktivität der betragsmäßig größte Teil der Spannung ab.

(auf die Bezeichnung der Teilspannungen verzichte ich)







BID = 144907

Kruemelix

Neu hier



Beiträge: 24

dumdidum, ich habe meinen Fehler erkannt, ich habe irgendwie die letzten Tage angenommen, dass + im Uhrzeigersinn bedeutet..... (ka wie ich da draufgekommen bin)

Danke für deine Hilfe, ich melde mich wieder wenn Fragen sind!

BID = 144909

Topf_Gun

Schreibmaschine



Beiträge: 1236

Nun zur Resonanz:

Die Spannungsabfälle über L und C heben sich auf, es belibt nur der kleine ohmsche Anteil.





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