Zuletzt geändert: Di, 31.01.2006

«K12/K13» 51. Hausaufgabe «PDF», «POD»




0.0.1 51. Hausaufgabe

0.0.1.1 Buch Seite 277, Aufgabe 1

Ein Kondensator mit C = 0{,}1 \,\mu\mathrm{F}C = 0,1μF und eine Spule mit L = 44 \,\mathrm{mH}L = 44mH bilden einen Schwingkreis. Berechnen Sie die Eigenfrequenz. Durch Einschieben eines Eisenkerns in die Spule vergrößert sich deren Induktivität um den Faktor 2323. Wie verändert sich dadurch die Eigenfrequenz?

f = \frac{1}{2 \pi} \frac{1}{\sqrt{L C}} \approx 2{,}4 \,\mathrm{kHz};f = 1 2π 1 LC 2,4kHz;

f' = \frac{1}{\sqrt{23}} f \approx 0{,}5 \,\mathrm{kHz};f = 1 23f 0,5kHz;

0.0.1.2 Buch Seite 277, Aufgabe 2

Eine lange Spule (n = 340n = 340, l = 60 \,\mathrm{cm}l = 60cm, d = 8 \,\mathrm{cm}d = 8cm) wird mit einem Kondensator der Kapazität C = 0{,}1 \,\mu\mathrm{F}C = 0,1μF und einem Widerstand R = 200 \,\OmegaR = 200Ω in Serie geschaltet. Berechnen Sie die Resonanzfrequenz.

U_C + U_R + U_L = 0;UC + UR + UL = 0;

\frac{1}{C} Q + R \dot Q + L \ddot Q = 0;1 CQ + RQ̇ + LQ̈ = 0;

Q = Q_0 \sin \omega t;Q = Q0 sinωt;

\frac{1}{2} Q_0 \sin \omega t + R Q_0 \cos \omega t - L Q_0 \omega^2 \sin \omega t = 0;1 2Q0 sinωt + RQ0 cosωt LQ0ω2 sinωt = 0;

\sin \omega t \cdot \left(\frac{1}{C} - L \omega^2\right) + \cos \omega t \cdot R \omega = 0;sinωt 1 C Lω2 + cosωt Rω = 0;

\tan \omega t \cdot \left(\frac{1}{C} - L \omega^2\right) = -R \omega;tanωt 1 C Lω2 = Rω;

\tan \omega t = -\frac{R \omega}{\frac{1}{C} - L \omega^2};tanωt = Rω 1 CLω2 ;

Frage: Wie weiter?

0.0.1.3 Buch Seite 277, Aufgabe 3

Ein Schwingkreis mit einer Kapazität von C = 47 \,\mathrm{nF}C = 47nF schwingt bei einer Frequenz von f = 3{,}7 \,\mathrm{kHz}f = 3,7kHz. Wie groß ist die Induktivität?

f = \frac{1}{2 \pi} \frac{1}{\sqrt{L C}};f = 1 2π 1 LC;L = \frac{1}{4 \pi^2 f^2} \frac{1}{C} \approx 0{,}039 \,\mathrm{H};L = 1 4π2f2 1 C 0,039H;

(Benötigte Zeit: 67 min)