Lösung zu Aufgabe zu LC-Kreis

Aus SystemPhysik
Wechseln zu: Navigation, Suche
  1. Im ungedämpften Schwingkreis bleibt die Energie erhalten [math]W_{C_{max}}=W_{L_{max}}[/math] oder [math]\frac{C}{2}U_0^2=\frac{L}{2}I_{max}^2[/math], woraus folgt [math]I_{mac}=\sqrt{\frac{C}{L}}U_0[/math] = 11.4 A
  2. Kreisfrequenz [math]\omega=\frac{1}{\sqrt{LC}}[/math] = 183 s-1; Frequenz [math]f=\frac{\omega}{2\pi}[/math] =29.1 Hz; Periode oder Schwingungsdauer [math]T=\frac{1}{f}=\frac{2\pi}{\omega}=2\pi\sqrt{LC}[/math] = 34.4 ms
  3. Die Spannung wird durch folgende Funktion beschrieben [math]U=U_0cos(\omega t)=U_0cos\left(\frac{2\pi}{T}t\right)[/math]; die Stromstärke verhält sich dann wie folgt [math]I=I_{max}sin(\omega t)=I_{max}sin\left(\frac{2\pi}{T}t\right)[/math]; Nach einer Achtelperiode sind beide Grössen [math]\frac{1}{\sqrt{2}}[/math] kleiner als der Maximalwert, also beträgt die Spannung 17.7 V und die Stromstärke 8.06 A
  4. Der Kondensator speichert dann folgende Energie [math]W_C=\frac{C}{2}U^2=\frac{CU_0^2}{4}[/math] = 0.391 J und die Spule [math]W_L=\frac{L}{2}UI^2=\frac{LI_0^2}{4}[/math] = 0.391 J
  5. Die Leistung ist gleich [math]P=UI=\frac{U_0 I_{max}}{4}[/math] = 142.6 W,wobei das elektrische Feld des Kondensators diese Leistung frei setzt und das Magnetfeld der Spule diese aufnimmt

Aufgabe