Repetitionen. Schwingkreis

Transkript

1 Kapitel 16.2 Repetitionen Schwingkreis Verfasser: Hans-Rudolf Niederberger Elektroingenieur FH/HTL Vordergut 1, 8772 Nidfurn Ausgabe: Oktober 2011 Ich bin das Blitzli. Ich begleite Dich durch den Unterricht. Dort wo ich auftauche ist eine bildungsrelavante Aussage und Du musst diese Informationen gut lernen. Die Kernaussagen musst Du in einem Formelblatt zusammenfassen. 14. Januar Version 5

2 Serieschwingkreis Wie gross ist die Kapazität des Kondensators eines Serieschwingreises, wenn die Induktivität der Spule 3,5H und die Resonanzfequenz 50 Hz ist? 2,895µF

3 Spannungsresonanz Der Kondensator eines Spannungsresonanzkreises hat 25 µ F Kapazität, während die Induktivität der Spule 9 H und deren Wirkwiderstand 0,8Ω ist? Berechnen Sie die Resonanzfrequenz! 10,61Hz

4 Saugkreis In einem Saugkreis hat der Kondensators Wirkwiderstand der Spule ist Berechnen Sie die Induktivität der Spule! 3,75µ F Kapazität. Der 17 Ω, die Resonanzfrequenz 50 Hz. 2,702H

5 Serie- bzw Spannungsresonanzkreis (Saugkreis) Von einem Serieresonanzkreis ist bekannt: 500 Ω 22 ma U0 = 11V C = 3,75µ F f 375Hz L = 3, 6H R = 500Ω 0 = L a) Wie gross ist die Impedanz des Resonanzkreises? b) Wie stark ist der im Resonanzfall in der Zuleitung fliessende Strom?

6 Serieresonanzkreis Ein Saugkreis besteht aus einem Kondensator und realer Spule. U 230V C = 4µF 0 = f 60Hz R 0 = L = 200Ω 1,759H 200 Ω 1,15A 762,6V 793,7V 762,6V Berechnen Sie: a) die Spuleninduktivität, b) die Impedanz des Resonanzkreises, c) den Strom in der Zuleitung bei Resonanz, d) die Spannung an der Induktivität, e) die Spulenspannung und f) die Kondensatorenspannung!

7 Parallelresonanz In einem Parallelresonanzkreis ist die Induktivität der Spule 3,6mH, ihr ohmscher Widerstand 0 Ω und die Resonazfrequenz 12 khz. Berechnen Sie die Kapazität des Kondensators! 48,86nF

8 Stromresonanzkreis Wie gross ist die Resonanzfrequenz eines Stromresonanzkreises, wenn dessen Spule 0,4 H Induktivität aufweist, ihr Widerstand 0 Ω ist und der Kondensator 0,5µ F Kapazität besitzt? 355,9 Hz

9 Stromresonanzkreis Ein Sperrkreis besteht aus einem Kondensator von Spule von 50 µ F und einer 100 mh Induktivität und einem Wirkwiderstand von 10 Ω. a) Bestimmen Sie die Resonanzfrequenz! b) Wie gross ist die Resonanzfrequenz, wenn der Spulenwiderstand 0 Ω ist? 69,37 Hz 71,18Hz

10 Parallel- bzw. Stromresonanzkreis (Sperrkreis) Im nachfolgenden Parallelresonanzkreis ist die grösse der Induktivität zu berechnen, wenn der ohmsche Widerstand der Spule vernachlässigt wird! 32,88mH I C 4 µff I L f0 = 1, 1kHz

11 Sperrkreis Von einem Parallelresonanzkreis sind nachfolgende Angaben bekannt. Bestimmen Sie: a) die Impedanz des Schwingkreises, b) die Stärke des Stromes in der Zuleitung! 2165 Ω 0,554A I C I L f 400kHz 0 = U 1, 2kV 0 = I L = 64mA = 12Ω

12 Stromresonanzkreis Die Resonanzfrequenz eines Sperrkreises ist 318 mh und der Wirkwiderstand der Spule Ω 120 V. I C I L Wie gross ist: 800 khz, die Induktivität 20. Die Spannung ist a) die Spulenimpedanz, b) der Wechselstromwiderstand des Schwingkreises, c) die Stärke des Stromes in der Zuleitung, d) der Spulenstrom, e) der Kondensatorstrom und f) die Kapazität des Kondensators? 1599 Ω 127,8kΩ 0,9392mA 75,07mA 75,07mA 124,5nF

13 Spannungsresonanzkreis Welche Kapazität hat ein Kondensator, der zusammen mit einer Spule (Induktivität von 0,65H, ohmscher Widerstand 0 Ω ) bei 240 V Spannung eine Resonanzfrequenz des Seriekreises von 50 Hz ergibt? 15,59µF

14 Stromresonanzkreis Berechnen Sie die Resonnzfrequenz eines Sperrkreises, wenn der Kondensator 10 µ F Kapazität und die Spule 1 H Induktivität bei 0 Ω hat (Spannung 230 V )! 50,33Hz I C I L

15 Serieresonanzkreis Ein Serieresonanzkreis besteht aus einem Kondensator von und einer Spule, deren Wirkwiderstand 17 Ω ist. U0 = 12V. 3,75µ F a) Welche Induktivität muss die Spule besitzen, wenn die Resonanzfrequenz 50 Hz sein soll? Bestimmen Sie: b) den Strom in der Zuleitung, c) den Kondensatorstrom, d) den Spulenstrom, e) die Kondensatorspannung, f) die Spulenspannung, g) die Impedanz des Kreises! h) Wie gross ist der Wirkfaktor des Resonanzkreises? i) Welchen Phasenverschiebungswinkel weist der Saugkreis auf? 2,702H 705,9mA 705,9mA 705,9mA 599,1V 599,1V 17 Ω 1 0

16 Parallelschwingkreis Wie gross ist die Induktivität eines Parallelresonanzkreises, wenn der Kondensator 2000 pf Kapazität hat und die Resonanzfrequenz 175 khz ist ( R 0Ω )? L 413,5µH I C I L

17 Sperrkreis Ein Sperrkreis ( U0 = 48V ) hat eine Resonanzfrequenz von Hz. Die Spule hat 8 Ω Wirkwiderstand und eine Induktivität von 0,76H. Es ist zu bestimmen: a) die Kapazität des Kondensators, b) die Impedanz des Kreises, c) der Scheinleitwert des Kreises, d) der Zuleitungsstrom bei Resonanz, e) der Spulenstrom und f) den Kondensatorstrom! 119,8µF 799,8Ω 1,25mS 60,02mA 600,1mA 602,2mA

18 Schwingkreis Ein Schwinkreis besteht aus folgenden Angaben: Kondensator Indiktivität Wirkwiderstand Spannung Bestimmen Sie; 31,83µ F 318,3mH und 10 Ω 110 V a) Blindwiderstand des Kondensators und b) Blindwiderstand der Induktivität bei Resonanz! c) Die Resonanzfrequenz, wenn es sich um einen Serie- oder Parallelschwingkreis handelt! d) Wie gross ist der Strom in der Zuleitung bei einem Serie- oder Parallelschwingkreis? 100 Ω 100,5Ω 100 Ω 99,5Ω 50 Hz 49,75Hz 11 A 0,111A

19 Serieresonanzkreis Der Resonanzkreis besteht aus folgenden Angaben: Kondensator Indiktivität Wirkwiderstand Spannung 10 µ F 1,01H 8 Ω 230 V Die berechneten Grössen sind in der Tabelle einzutragen - für die Resonanzfrequenz f 0 sowie f 1 = 40Hz und f 2 = 60 Hz : a) Zuleitungsstrom, b) Spulenspannung, c) Spannung an der Induktivität und d) Kondensatorspannung! 0 f [Hz] I [A] U L [V ] [V ] [V ] f 50, 08 28, f 40 1, , 6 634, 1 634, 1 1 f 60 1, , 2 526, 8 526, 8 2 Werte bei Resonanz Anwendungen Schwingkreise Unterdrückung der Gebührenimpulse mit Sperrkreis im Hörer in älteren Telefonanlagen. 12kHz Filter sperrt Gebührenimpulkse Serienschwingkreis vor dem Gebührenzähler zur Unterdrückung der Sprachfrequenzen. Rundfunkempfänger werden auf den gewünschten Sender abgestimmt mit einem Schwingkreis zwischen den Eingangspolen (Antenne Erde). Die Endstufen von Sendeanlagen erzeugen häufig unerwünschte Oberwellen, die nicht über die Antenne abgestrahlt werden dürfen. Deshalb unterdrückt man diese durch einige Schwingkreise nach der Endstufe. Parallel- und Serienschwingkreise können je nach Beschaltung auch die jeweils andere Aufgabe übernehmen. So kann ein lose gekoppelter Parallelschwingkreis Energie ausschließlich bei seiner Eigenfrequenz aufnehmen (Saugkreis); ein Reihenschwingkreis in Reihe in einer Signalleitung lässt nur Frequenzen seiner Eigenresonanz passieren.

20 Parallelresonanzkreis Der Resonanzkreis besteht aus folgenden Angaben: Kondensator Indiktivität Wirkwiderstand Spannung 10 µ F 1,01H 8 Ω 230 V Die berechneten Grössen sind in der Tabelle einzutragen - für die Resonanzfrequenz f 0 sowie f 1 = 40Hz und f 2 = 60 Hz : a) Zuleitungsstrom, b) Spulenstrom, c) Strom durch die Induktivität und d) Kondensatorstrom! 0 f [Hz] I [A] I L [A] I XL [A] I C [A] f 50, 06 0, , , , 7235 f 40 0, , , 1 0, f 60 0, , , 8 0, Anwendungen Schwingkreise Kompensation von Blindstrom Achtung Bei der Kompensdation von Blindstrom wird nicht ideal kompensiert, als nicht auf cosϕ = 1, sondern nur auf cosϕ=0,92 kompensiert. Der Hochpass Der Hochpass ist zum Anschluss des DSL-Modems. ADSL-Filter Werte bei Resonanz Elektrotechnisch gesehen ist eine DSL-Weiche eine Frequenzweiche. Der Tiefpass Die Tiefpass-Filterschaltung ist zum Anschluss von herkömmlichen Festnetz-Endgeräten oder ISDN- NTBA s und muss wesentlich aufwendiger realisiert weden. Mikrofilter

21 EST Frage Wie berechnet sich die Resonanzfrequenz in einem Serieschwingkreis? Vorschrift Literatur Antwort EST Frage Wie berechnet sich die Resonanzfrequenz in einem Parallelschwingkreis? Vorschrift Literatur Antwort EST Frage Vorschrift Literatur Antwort EST Frage Vorschrift Literatur Antwort