Versuche: Transformator, Schmelzen von Draht und Metall, Hörnetblitz

Transkript

1 4.4 Gegeninduktion Pimä- Sekundä-keis Up U S Vesuche: Tansfomato, Schmelzen von Daht und Metall, Hönetblitz 1

2 4.5 Zusammenfassung: Elekto-/Magnetodynamik langsam veändeliche Felde a. Elektostatik: (Vakuum) b. konstante Stom: c. Magnetostatik d. Was ändet sich bei schnell veändelichen Felden? 2

3 4.5 Veschiebungsstom ε 0 de dt Vesuch: Veschiebungsstom in Plattenkondensato 3

4 4.6 Zusammenfassung: Maxwellsche Gleichungen Vakuum: Mateie: ot E = B / t div E = ρ / ε 0 ot B = μ div B = 0 j + 1 c 0 2 E ot E = B / t ot H = j + D / t div D = ρ div B = 0 D ε ε E B = μ = 0 μ0 H / t Zusammen mit Loentzkaft und Newton Gleichung F F = q ( E + v B) = dp / dt bescheiben alle (nicht quantenmechanischen) elektomagnetischen Phänomene (Gleichungen haben eine hohe Symmetie -- in 4-Vekto- Scheibweise besondes sichtba Theoievolesung) 4

5 4.7 Wechselstom Spannung, Stom und Leistung 5

6 4.7.2 Deiphasen-Wechselstom (Dehstom) Ezeugung des 3-Phasenstoms U 0 cos(ωt-120 ) Deiecksschaltung Stenschaltung Vesuch: Dehstommoto 6

7 4.7.3 Wechselstöme - Wechselstomwidestände a) Induktive Widestand Spannung Stom b) Kapazitive Widestand c) Ohmsche Widestand 7

8 Schmiezettel 8

9 d) Komplexe Dastellung des Wechselstoms komplexe Widestände 9

10 e) RLC-Wechselstomkeis (Reihenschaltung) f) RLC-Wechselstomkeis (Seienschaltung) 10

11 Vesuch: 11

12 g) Hochpass Diffeenzieen elektische Pulse h) Tiefpass Integieen elektische Pulse Vesuch: Hoch- und Tiefpass 12

13 i) Fequenzfilte Δω ω 0 13

14 4.8 Elektomagnetische Schwingkeis Übeblick: Stat mit aufgeladenem Kondensato 2. C entlädt sich übe L, ein Magnetfeld baut sich auf. 3. Stom fließt weite, selbst wenn C entladen ist, weil die Selbstinduktion den Stomfluss aufecht ehalten will. C wid vollständig aufgeladen (umgekehte Polaität wie bei Beginn). 4. C entlädt sich übe L, ein Magnetfeld baut sich auf (umgekehte Richtung wie bei 2.) 14

15 4.8 Elektomagnetische Schwingkeis Analogon: elektische mechanische Oszillato U I 15

16 4.8.2 Ezwungene Schwingungen im Seienschwingkeis Δω Δω Vesuch: Resonanzschwingkeis 16

17 4.8.3 Gedämpfte Schwingungen im Seienschwingkeis 2 2 gedämpfte Schwingung: ω >> δ R b) Kiechfall: 2 2 ω << δ R 2 2 apeiodische Genzfall: ω = δ R Vesuch: Gedämpfte Schwingung 17

18 18

19 4.8.4 Offene Seienschwingkeise Hetzsche Dipol b c) Vesuch: Hetzsche Dipol 19

20 Dipolschwingung:

21 Ablösung de elektomagnetischen Wellen vom Dipol Dipolachse KEINE Abstahlung in Richtung de Dipolachse Maximale Abstahlung senkecht zu Dipolachse

22 Nachweis elektomagnetische Wellen 1886 duch H.Hetz (Annalen de Physik und Chemie (Bd.36, 1889) Postkate Hemann v. Helmholtz Anmekungen: - de Nachweis de elektomagnetischen Wellen wa de schlüssige Beweis fü die Richtigkeit de Maxwellschen Theoie (Veschiebungsstom!) - Anwendungen? Hetz: vemutlich keine ( Maconi 1894 Telegaphie) 22

23 Tesla Tansfomato zu Ezeugung hohe Spannungen & em-wellen Extem hohe Spannung Die 2 Spulen des Tesla Tafos Funkenstecke Wechselspannung aus de Steckdose Netzgeät Kondensato Bingt man eine Leuchtstofföhe in die Nähe, leuchtet diese auf (em-wellen!)