AfuTUB-Kurs. Technik Klasse A 03: Kondensator, Spule, Transformator. Amateurfunkgruppe der TU Berlin. AfuTUB-Kurs.

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1 Technik Klasse A 03: Kondensator, Spule, Amateurfunkgruppe der TU Berlin WiSe 2017/18 SoSe 2018 cbea This work is licensed under the Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 3.0 License. Amateurfunkgruppe der Technische Universität Berlin (AfuTUB), DKØTU, Stand: Thu Nov 16 19:02: / 29

2 / Kondensator Wofür nutzen? Wichtige Merkmale? 2 / 29

3 / Kondensator Ladung und Kapazität Q = C U C = ε 0 ε r A d Abb. 1: Verschiedene kleine Kondensatoren (von Aka cba) 3 / 29

4 / Spule Wofür nutzen? Wichtige Merkmale? 4 / 29

5 / Spulen-Beispiele Induktivität L = µ 0 µ r N 2 A S l m Abb. 2: Spulen (von FDominec cba) 5 / 29

6 Kondensator Laden Mit welcher Kurve lädt sich der Kondendsator auf? 6 / 29

7 Kondensator Spannung Abb. 3: Ladevorgang eines Kondensators (von Arydberg cp) 7 / 29

8 Kondensator an Rechteckspannung Abb. 4: Lade- und Entladevorgang eines Kondensators (von inductiveload cp) 8 / 29

9 Kondensator Strom beim Laden Abb. 5: Spannung und Stromstärke bei der Kondensatorladung (von Honina cp) Je stärker die Spannungsänderung, desto mehr Strom fließt. 9 / 29

10 Kondensator Strom beim Laden Abb. 6: Strom und Spannung an einem Kondensator (von Fabian R. cba) 10 / 29

11 Merksatz Kondensator Merksatz Kondensator: Strom eilt vor 11 / 29

12 Wie verhält sich diese Schaltung? Abb. 7: Selbstinduktion im Gleichstromkreis (animiertes GIF) (von Stündle cz) 12 / 29

13 Spule Abb. 8: Selbstinduktion im Gleichstromkreis (animiertes GIF) (von Stündle cz) Abb. 9: Zeitverlauf bei der Induktion im Gleichstromkreis (von Stündle cz) 13 / 29

14 Phasenverschiebung Spule Abb. 10: Phasenverschiebung zwischen Spannung und Strom durch induktive Last (von Hyperstryke cp) 14 / 29

15 Merksatz Spule Merksatz Bei Induktivitäten, Ströme sich verspäten. 15 / 29

16 Merksatz Merksatz Beim reinen Ohmschen gehn Strom und Spannung Hand in Hand 16 / 29

17 Blindwiderstand Kondensator X C = 1 ωc Spule X L = ωl Was war nochmal ω? 17 / 29

18 Für E-Techniker, aber nicht für die Amateurfunkprüfung relevant. Abb. 11: als Zeiger in der komplexen Ebene (von Saure cba) Für den Gesamtwiderstand gilt Z = R + jx Z = R 2 + X 2 18 / 29

19 Elko Ersatzschaltbild Abb. 12: Ersatzschaltbild eines Elektrolytkondensators (von Jens Both nach DIN EN vom Februar 2002 R Leak Leckströme am Elko R ESR ohmsche Verluste des Bauelementes L ESL Induktivität des Bauelementes Verlustfaktor tanδ Angabe in alten Datenblättern im Bezug auf ESR (ωc ESR = tanδ) cba) 19 / 29

20 von Kondensatoren Wie war noch einmal die Formel für die von Kondensatoren? 20 / 29

21 von Kondensatoren von Kondensatoren C ges = C 1 + C 2 + C 3 + C 4 + C / 29

22 von Kondensatoren von Kondensatoren C ges = C 1 + C 2 + C 3 + C 4 + C 5 + Reihenschaltung von Kondensatoren 1 C ges = 1 C C C C C / 29

23 von Spulen Wie war noch einmal die Formel für die von Spulen? 22 / 29

24 von Spulen Reihenschaltung von Spulen L gesamt = L 1 + L 2 + L / 29

25 von Spulen Reihenschaltung von Spulen L gesamt = L 1 + L 2 + L 3 + von Spulen 1 L gesamt = 1 L L L / 29

26 Spule mit Für große Induktivitäten werden die Spulen um einen gewickelt. Wichtiger Wert dafür ist der faktor A L (immer im Datenblatt) Induktivität von Schalenkernspulen L = N 2 A L 24 / 29

27 Abb. 13: Zerlegbarer für die Ausbildung (von MatthiasDD cba) 25 / 29

28 Übersetzungsverhältnis ü = N P N S = U P U S Übersetzungsverhältnis von Strom und Spannung P P = P S U P I P = U S I S U P U S = I S I P 26 / 29

29 sanpassung Impedanzanpassung ü = N P N S = ZP Z S Wird benötigt, wenn z.b. der Fußpunktwiderstand einer Antenne bei 200Ω liegt, aber mit einem 50Ω Coaxkabel gespeist werden soll. 27 / 29

30 Theorie Abb. 14: (schematisch) (von Wolfmankurd cba) 28 / 29

31 Real Abb. 15: 4:1, 13 turns on T200A/2 (von Giorgio Brida cb) 29 / 29

32 /Links [1] Moltrecht A 03: 29 / 29