Amateurfunk - Technische Grundlagen - Schwingkreis

Der Schwingkreis

Gehen wir auf den Schwingkreis noch etwas genauer ein. Es gibt zwei Arten von Schwingkreisen, die sich unterschiedlich verhalten. Ausschlaggebend für das Verhalten ist einzig und allein die Anordnung der beiden beteiligten Komponenten Kondensator und Spule.

Ich kann beide Teile hintereinander - also in Serie - schalten, oder aber parrallel. Was bewirkt diese unterschiedliche Anordnung?

BILD in Serie geschaltet = Serien-Schwingkreis

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Ist ein Serien-Schwingkreis in Resonanz, hat er einen Widerstand von 0 Ohm.

Er stellt quasi einen Kurzschluß dar, der den Strom ungehindert fließen lässt, ihn also "von der einen zur anderen Seite saugt".

MERKE : Daher wird dieser Schwingkreis auch Saugkreis (oder Leitkreis) genannt.

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BILD parallel geschaltet = ParaIIeI-Schwingkreis

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Ist ein Parallel-Schwingkreis in Resonanz, hat er einen Widerstand von unendlich Ohm (unendlich heißt unendlich)

Da der Widerstand für den Strom unendlich groß ist, sperrt dieser Schwingkreis in Resonanz den Stromfluss völlig

MERKE : Daher wird dieser Schwingkreis auch Sperrkreis genannt.

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Folgender Versuchs-Aufbau sei angenommen (Schwingkreis):

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BILDDer U-förmige Eisenkern ist mit einem Spulendraht umwickelt. Wird Strom eingeschaltet, leuchtet die Birne 1 kaum, während Birne 2 hell leuchtet.

Schiebt man nun einen Eisenstab über den oben offenen Eisenkern, wird Birne 2 immer dunkler, bis schließlich Birne 1 hell brennt.

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Was passiert bei diesem Versuch?

Zur Erinnerung: Eine Spule mit Eisenkern ist im Prinzip nichts anderes als ein Elektro-Magnet. Dies ist auch schön zu beobachten, wenn der Eisenstab angelegt wird: er wird magnetisch angezogen.


Wir haben in diesem Versuch also zwei Energieformen vorliegen: elektrische und magnetische Energie.

Sehen wir uns das Prinzip des Schwingkreises aus physikalischer Sicht einmal genauer an: bei einem Schwingkreis in Resonanz wechseln sich elektrische und magnetische Energie ständig ab. Nehmen wir an, der Kondensator ist gerade voll geladen und beginnt nun, seine Energie in die Spule zu übertragen. Die Spule baut dabei ein Magnetfeld auf, das sein Maximum erreicht, sobald der Kondensator völlig entladen ist. Da nun die Spule nicht mehr mit Strom aus dem Kondensator versorgt wird, bricht das Magnetfeld zusammen und induziert dabei eine der vorhergehenden entgegengesetzte Spannung. Diese wiederum lädt nun wieder den Kondensator auf und so beginnt der Kreislauf von neuem. Das heißt, daß im Idealfall bei leider nicht existierenden verlustfreien Spulen und Kondensatoren hier ein Perpetuum Mobile geschaffen würde, das einmal angestoßen ohne weitere Energieaufnahme von außen laufen würde.

Unser Versuchsaufbau stellt einen Parallel-Schwingkreis dar, der ohne den Eisenstab nicht in Resonanz ist. Daraus folgt, daß der Energiefluß zwischen Spule und Kondensator nur in kleinem Umfang stattfindet. Birne 1 leuchtet schwach. Da der Schwingkreis nicht von selbst schwingen kann, braucht er einen Strom von außen, der im Versuch dann Birne 2 zum Leuchten bringt.

BILD Nun bringen wir den Schwingkreis in Resonanz, wenn wir den Eisenstab über die Spule legen, indem wir ihn von oben immer näher an das offene Ende des "U´s" bringen, bis er schließlich aufliegt. Dabei kommt der Schwingkreis immer näher an seine Resonanz.

Je näher der Schwingkreis der Resonanz kommt, um so deutlicher wird Birne 1 heller und Birne 2 dunkler, bis diese endlich ganz erlischt. Da der Schwingkreis in Resonanz ist, fließt ein großer Strom zwischen Spule und Kondensator. Deshalb leuchtet Birne 1 hell. Da nun der Schwingkreis selbständig schwingt, nimmt er kaum noch Strom von außen auf, deshalb wird Birne 2 dunkel.



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