Versuch

Phasenlage von Spannung und Strom an einem ohmschen Widerstand

Info

Zu 1) Wechselstrom durch einen 200 Ω Widerstand wird mit der Spannung an einem 100 Ω Widerstand verglichen.

Zu 2) Wechselstrom durch einen 200 Ω Widerstand wird mit der Spannung an einer Spule (N = 1000) verglichen.

Zu 3) Wechselstrom durch einen 200 Ω Widerstand wird mit der Spannung an einem Kondensator (8+8 µF) verglichen.

Wechselstrom durch einen 200 Ω Widerstand wird am Oszilloskop verglichen mit der Spannung an
1) einem 100 Ω Widerstand (E.H.1.1)
2) einer Spule mit 1000 Windungen (E.H.2.1)
3) einem 8+8 µF Kondensator (E.H.3.1).
Alle vier Elemente sind in Reihe geschaltet.

Vorbereitungsdauer: 1.0 Tage

Beschreibung

Zu 1) $U (t) = U_{0} \cdot cos (ω t)$ ; $I (t) = \frac{U_{0}}{R} \cdot cos (ω t + φ)$
a) Phasenlage: $φ = 0$ .
b) Stromamplitude I(t) ist frequenzunabhängig.
c) I(t) ist umgekehrt proportional zu R.

Zu 2) $U (t) = U_{0} \cdot cos (ω t)$ ; $I (t) = \frac{U_{0}}{ω L} \cdot cos (ω t + φ)$
a) Phasenlage: $φ = - \frac{π}{2}$ . Der Strom hinkt hinter der Spannung her.
b) Die Stromamplitude I(t) wächst mit kleiner werdender Frequenz.
c) Die Stromamplitude I(t) sinkt mit größer werdendem L (Joch schließen).

Zu 3) $U (t) = U_{0} \cdot cos (ω t)$ ; $I (t) = ω C U_{0} \cdot cos (ω t + φ)$
a) Phasenlage: $φ = + \frac{π}{2}$ . Der Strom eilt der Spannung voraus.
b) Die Stromamplitude I(t) ist der Frequenz direkt proportional.
c) Die Stromamplitude I(t) ist der Kapazität C direkt proportional.

Hinweise zum Versuchsaufbau:
Gleicher Versuchsaufbau für die Versuche E.H.1.1 sowie E.H.2.1 und E.H.3.1.
Die jeweils zu betrachtende Spannung wird über dem jeweiligen Bauteil mittels Differenzverstärker abgegriffen und im Y2-Kanal des Oszillograph dargestellt.
Der Frequenzgenerator ist auf 400 Hz und Sinusschwingungen einzustellen.
Verstärkung am Differenzverstärker auf 1 einstellen.