Schaltung Physik

Wissenschaft Physik
#1

Guten Tag Leute,

ich bin gerade an einer Aufgabe dran und kann die Lösung (weiß nicht, ob diese auch zu 100% stimmen) nicht ganz nachvollziehen. Wir sollen eine Schaltung zeichnen mit den vorgegebenen Bauteile und ein Oszilloskop anschließen. Wir haben eine Spule, einen Widerstand, eine Batterie (UB) und einen Schalter. Dazu noch 2 Diagramme (Spannung in Abhängigkeit der Zeit) die exponentielle abfallen oder steigen und sich einem Wert nähern. Für die Diagramme gilt U1(t=0)=0 und U1(t=unendlich)= UB ; U2(t=0)= UB und U2(t=unendlich)= 0 .

Also erst kommt die Batterie (Quelle), dann der Schalter, dann der Widerstand und zu guter Letzt die Spule (alles nacheinander, in einer Reihe). Anscheinend ist das Oszilloskop einmal vor und nach dem Widerstand angeschlossen und einmal vor und nach der Spule. Das war die Lösung. Der Kommilitone von mir sagte mir, dass U1 für die Spannung im Widerstand steht und U2 für die Spannung in der Spule steht. Ich bin der Meinung, dass beide Spannungen für die Spule stehen. U1 steht für die Spannung in der Spule nachdem Betätigen des Schalter (also schließen) und U2 steht für die Spannung nachdem öffnen des Schalters (also kein Kreislauf) mehr und würde dementsprechend die Verzögerungen der Diagramme mit Induktion begründen. Genaueres steht nicht im Aufgaben Text. Ich lerne erst auch seit kurzem und hatte noch nie wirklich Physik gehabt, deshalb könnte ich Wissenslücken haben.

Wir haben auch noch ein 2tes Beispiel, aber dort haben wir statt einer Spule einen Kondensator und in dem Beispiel kommt zuerst der Kondensator und dann der Widerstand. Ist die Reihenfolge wichtig ? Warum ? Müsste der Spannungsverlauf am Widerstand nicht Konstant sein ? Das wären noch ein paar zusätzliche Fragen. Leider kann ich die Aufgabe auf Grund von Copy Right Rechten nicht hochladen.

Vielen Dank

MfG

R.

#2

Hallo!

Du schreibst selbst:

U1(t=0)=0 und U2(t=0)=UB

Wie können denn U1 und U2 das gleiche sein, wenn sie zum gleichen Zeitpunkt t=0 unterschiedlich sind?

Es ist doch so, daß durch die Induktion der Strom erst langsam ansteigt. Direkt nach dem Einschalten fließt da quasi noch gar kein Strom. Wenn kein Strom fließt, fällt über einen Widerstand auch keine Spannung ab, daher ist U1 die Spannung über dem Widerstand.
Die Spule ist dafür verantwortlich, daß da anfangs kein Strom fließt, sie ist da noch wie ein offener Schalter, daher misst man an ihr U2, die volle Batteriespannung UB.

Nach unendlich langer Zeit fließt ein konstanter Strom durch das ganze. Die Spule „wehrt“ sich zwar gegen Stromänderungen, aber nicht gegen einen konstanten Strom. Sie hat keinen Widerstand, daher misst man an ihr jetzt auch keine Spannung mehr, es gilt U2(t=oo)=0. Aber am Widerstand fällt jetzt Spannung ab, weil ja Strom fließt. Weil immer U1+U2=UB gelten muß, ist jetzt U1(t=oo)=UB.

Genauer: Aus Widerstand und Batteriespannung lässt sich der Strom berechnen, der jetzt fließt.

Ob der Widerstand in der Schaltung zuerst oder zuletzt kommt, hat keinen direkten Einfluß.
Und der Spannungsverlauf am Widerstand kann ja nicht konstant sein, weil der Strom sich die ganze Zeit ändert.

#3

U ist eine Spannung, entsprechen wäre I ein Strom.
Und der Index dient dazu die unterschiedlichen Messpunkte zu unterscheiden.

Meistens nummeriert man von links nach rechts und von oben nach unten durch.
Je nachdem wie man die Schaltung zeichnet ist U1 die Spannung an einem anderen Punkt.

Ganz lustig wird es dann, wenn man bei I und U noch einen Vektorpfeil zeichnet. :smile:
Je nachdem wie herum der Peil zeigt, ist unter den selben Bedingungen bei der selben Schaltung, dann ein positiver oder negativer Wert einzusetzen.

Wo ein Wille ist, gibt es auch Wege!
Du kannst die Schaltung abzeichnen, fotografieren und hier einstellen.

MfG Peter(TOO)