PhysProf - Resonanz - Resonanzkurve - Resonanzfall - Resonanzschwingung

Fachthema: Resonanz
PhysProf - Elektrotechnik - Ein Programm zur Visualisierung physikalischer Sachverhalte mittels Simulationen und 2D-Animationen für die Schule, das Abitur, das Studium sowie für Lehrer, Ingenieure und alle die sich für Physik interessieren.

Online-Hilfe für das Modul
zur grafischen Darstellung und Auswertung der Resonanzkurven von RLC-Kreisen.
Dieses Unterprogramm ermöglicht die Durchführung der Steuerung entsprechender Abläufe zur Echtzeit und bietet die Möglichkeit, die Einflüsse relevanter Größen interaktiv zu untersuchen.
Es unterstützt dabei ein tiefergehendes Verständnis zu diesem Themengebiet zu erlangen und kann zum Lösen vieler diesbezüglich relevanter Aufgaben eingesetzt werden.

Weitere relevante Seiten zu diesem Programm
Themen und Stichworte zu diesem Modul:Resonanz - Resonanzkurve - Resonanzen - Resonanzfrequenz - Resonanzfall - Schwingkreis - Kreisfrequenz - Erregerfrequenz - Induktivität - Kapazität - Frequenz - Erklärung - Einfach erklärt - Bedeutung - Was bedeutet - Dämpfung - Diagramm - Ohmscher Widerstand - Elektrische Schwingung - Induktiver Widerstand - Kondensator - Spule - Rechner - Berechnen - Berechnung - Darstellen - Kapazitiver Widerstand - Formel - Resonanzamplitude - Resonanzschwingung - Resonanzkatastrophe - Grafik - Graph - Kritische Drehzahl - Was - Wie - Weshalb - Was ist - Warum - Definition - Physik |
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Resonanz - Resonanzkurve
Modul Resonanz
Das Programmmodul [Elektrotechnik] - [Resonanz] erlaubt es, die Resonanzkurve eines RLC-Stromkreises darstellen zu lassen und auszuwerten.
Resonanz - Abbildung 1
Resonanz - Abbildung 2
Unter Resonanz versteht man das Mitschwingen eines schwingungssfähigen Systems, wenn dies durch eine Erregerfrequenz in der Nähe seiner Eigenfrequenz angeregt wird. Als Erregerfrequenz wird die Frequenz bezeichnet, mit der das System (bei einer erzwungenen Schwingung) angeregt wird. Schwingende Systeme (Körper) können durch externe Energiezufuhr zum Ausführen erzwungener Schwingungen angeregt werden. Entspricht die Eigenfrequenz des schwingenden Systems der Erregerfrequenz, so erreicht die Amplitude des Systems ein Maximum.
Eine Resonanzkurve gibt die Schwingungsamplitude eines solchen Systems in Abhängigkeit von der Erregerfrequenz an. Eine hohe, steile Resonanzkurve entspricht einer geringen Dämpfung.
Bei ungedämpften, schwingfähigen Systemen kann die Resonanz bis zum grenzenlosen Anstieg der Amplitude führen. Eine flache Resonanzkurve entspricht einer starken Dämpfung. Bei elektrischen Schwingkreisen stellen Resonanzkurven den Gesamtwiderstand des Schwingkreises in Abhängigkeit von der Frequenz dar. Hierbei gilt:
ω0: Resonanzfrequenz [1/s]
ω: Kreisfrequenz (ω = 2πf) [1/s]
R: Ohmscher Widerstand (Wirkwiderstand) [Ω]
L: Induktivität [H]
C: Kapazität [F]
XL: Induktiver Widerstand [Ω]
XC: Kapazitiver Widerstand [Ω]
Resonanz bedeutet in der Technik und im Alltag viel. Meist sind Systeme schwingungsfähig und können durch äußere Einflüsse entsprechend angeregt werden. Liegt ein Resonanzfall vor, so kann es zum Hochschaukeln kommen, welches bis zur Resonanzkatastrophe und somit zur Zerstörung des gesamten Systems führen kann. Bei Drehbewegungen wird die Resonanzfrequenz als kritische Drehzahl bezeichnet.
Durch die folgenden Maßnahmen können zu große Amplituden eines Schwingungssystems und somit dessen Zerstörung verhindert werden:
- Einsatz geeigneter Dämpfungselemente
- Resonanzfrequenz lediglich in Zeiträumen zulassen, in denen diese kleiner sind als die Einschwingzeit des Systems
- Einwirken periodisch wirkender Kräfte vermeiden (bei mechanischen Schwingungssystemen)
- Sorge dafür tragen, dass die Erregerfrequenz und die Eigenfrequenz große Unterschiede aufweisen
Programmbedienung
Die Nutzung dieses Unterprogramms erlaubt es, Untersuchungen hierzu am RLC-Kreis durchzuführen. Das Diagramm zeigt hierbei das Verhältnis Uc/U in Relation zur Schwingkreisfrequenz. Durch die Positionierung der entsprechenden Rollbalken R, L, C und ω können der Widerstand R, die Kapazität C des Kondensators, der Wert für die Induktion der Spule L sowie die Frequenz ω einer externen Quelle eingestellt werden. Bei jeder Änderung der Parameter werden die Resonanzkurve und das Zeigerdiagramm aktualisiert, sowie die Eigenfrequenz ω0 des Systems ausgegeben.
Eine kleine Übersicht in Form von Bildern und kurzen Beschreibungen über einige zu den einzelnen Fachthemengebieten dieses Programms implementierte Unterprogramme finden Sie unter Kurzbeschreibungen von Modulen zum Themengebiet Mechanik - Kurzbeschreibungen von Modulen zum Themengebiet Elektrotechnik - Kurzbeschreibungen von Modulen zum Themengebiet Optik - Kurzinfos zum Themengebiet Thermodynamik sowie unter Kurzbeschreibungen von Modulen zu sonstigen Themengebieten.
Hilfreiche Informationen zu diesem Fachthema sind unter Wikipedia - Schwingkreis und unter Wikipedia - Erzwungene Schwingung zu finden.
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Lissajousche Figuren - Reihen- und Parallelschaltung - Widerstände im Wechselstromkreis - Messbrücke - Widerstandsgesetz - Kondensator Ladung - Entladung - Kondensator - Kapazitäten - Plattenkondensator - Transformator - Schwingungsüberlagerung - RC-Kreis - RL-Kreis - RLC-Kreis - Wechselstromkreis
Unterprogramm Resonanz
PhysProf 1.1 - Unterprogramm RLC-Kreis
MathProf 5.0 - Unterprogramm Kurven in Parameterform
SimPlot 1.0 - Grafik- und Animationsprogramm für unterschiedlichste Anwendungszwecke
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