16.2 Schwinkreis Repetitionen -...
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EST ELEKTRISCHE SYSTEMTECHNIK 16 RLC-SCHALTUNGEN, KOMPENSATION 2 SCHWINGKREIS
28. Februar 2017
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Kapitel 16.2
Repetitionen
Schwingkreis
Verfasser: Hans-Rudolf Niederberger Elektroingenieur FH/HTL Vordergut 1, 8772 Nidfurn
055 - 654 12 87
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.
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1
RE 1.751
Serieschwingkreis Wie gross ist die Kapazität des Kondensators eines Serieschwingrei-ses, wenn die Induktivität der Spule H5,3 und die Resonanzfequenz
Hz50 ist?
0I
XC
UC
0I
U0
RL
UXL
XL
URL
Fµ895,2
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RE 1.752
Spannungsresonanz Der Kondensator eines Spannungsresonanzkreises hat Fµ25 Kapa-zität, während die Induktivität der Spule H9 und deren Wirkwider-stand Ω8,0 ist? Berechnen Sie die Resonanzfrequenz!
0I
XC
UC
0I
U0
RL
UXL
XL
URL
Hz61,10
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RE 1.753
Saugkreis In einem Saugkreis hat der Kondensators Fµ75,3 Kapazität. Der Wirkwiderstand der Spule ist Ω17 , die Resonanzfrequenz Hz50 . Berechnen Sie die Induktivität der Spule!
0I
XC
UC
0I
U0
RL
UXL
XL
URL
H702,2
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RE 1.754
Serie- bzw Spannungsresonanzkreis (Saugkreis) Von einem Serieresonanzkreis ist bekannt:
0I
XC
UC
0I
U0
RL
UXL
XL
URL
VU 110 = FC µ75,3=
Hzf 3750 = HL 6,3=
Ω= 500LR
a) Wie gross ist die Impedanz des Resonanzkreises? b) Wie stark ist der im Resonanzfall in der Zuleitung fliessende
Strom?
Ω500 mA22
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RE 1.755
Serieresonanzkreis Ein Saugkreis besteht aus einem Kondensator und realer Spule.
0I
XC
UC
0I
U0
RL
UXL
XL
URL
VU 2300 = FC µ4= Hzf 600 =
Ω= 200LR
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!
H759,1 Ω200
A15,1 V6,762
V5,796 V6,762
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RE 1.756
Parallelresonanz In einem Parallelresonanzkreis ist die Induktivität der Spule mH6,3 , ihr ohmscher Widerstand Ω0 und die Resonanzfrequenz kHz12 . Berechnen Sie die Kapazität des Kondensators!
0I
XC
UC
0IU
0
RL
UXL
XL
URL
nF86,48
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RE 1.757
Stromresonanzkreis Wie gross ist die Resonanzfrequenz eines Stromresonanzkreises, wenn dessen Spule H4,0 Induktivität aufweist, ihr Widerstand Ω0 ist und der Kondensator Fµ5,0 Kapazität besitzt?
0I
XC
UC
0IU
0
RL
UXL
XL
URL
Hz9,355
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RE 1.758
Stromresonanzkreis Ein Sperrkreis besteht aus einem Kondensator von Fµ50 und einer Spule von mH100 Induktivität und einem Wirkwiderstand von Ω10 . a) Bestimmen Sie die Resonanzfrequenz! b) Wie gross ist die Resonanzfrequenz, wenn der Spulenwiderstand
Ω0 ist?
0I
XC
UC
0IU
0
RL
UXL
XL
URL
Hz37,69 Hz18,71
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RE 1.759
Parallel- bzw. Stromresonanzkreis (Sperrkreis) Im nachfolgenden Parallelresonanzkreis ist die grösse der Induktivität zu berechnen, wenn der ohmsche Widerstand der Spule vernachläs-sigt wird!
0I
Fµ4
CI
LI
UC
0IU
0
RL
UXL
XL
URL
F4
CI
LI
kHzf 1,10 =
mH233,5
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RE 1.760
Sperrkreis Von einem Parallelresonanzkreis sind nachfolgende Angaben be-kannt. Bestimmen Sie: a) die Impedanz des Schwingkreises, b) die Stärke des Stromes in der Zuleitung!
0I
CI
LI
UC
0IU
0
RL
UXL
XL
URL
CI
LI
XC
kHzf 4000 = kVU 2,10 = mAIL 64= Ω= 12LR
Ω2165 A554,0
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RE 1.761
Stromresonanzkreis Die Resonanzfrequenz eines Sperrkreises ist Hz800 , die Induktivität
mH318 und der Wirkwiderstand der Spule Ω20 . Die Spannung ist V120 .
0I
CI
LI
UC
0IU
0
RL
UXL
XL
URL
CI
LI
XC
Wie gross 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 Kondensa-
tors?
Ω1599 Ωk8,127 mA9392,0 mA07,75 mA07,75 nF5,124
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RE 1.762
Spannungsresonanzkreis Welche Kapazität hat ein Kondensator, der zusammen mit einer Spu-le (Induktivität von H65,0 , ohmscher Widerstand Ω≈ 0 ) bei V240 Spannung eine Resonanzfrequenz des Seriekreises von Hz50 ergibt?
0I
XC
UC
0I
U0
RL
UXL
XL
URL
Fµ59,15
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RE 1.763
Stromresonanzkreis Berechnen Sie die Resonnzfrequenz eines Sperrkreises, wenn der Kondensator Fµ10 Kapazität und die Spule H1 Induktivität bei Ω≈ 0 hat (Spannung V230 )!
0I
CI
LI
UC
0IU
0
RL
UXL
XL
URL
CI
LI
XC
Hz33,50
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RE 1.764
Serieresonanzkreis Ein Serieresonanzkreis besteht aus einem Kondensator von Fµ75,3 und einer Spule, deren Wirkwiderstand Ω17 ist. VU 120 = . a) Welche Induktivität muss die Spule besitzen, wenn die Resonanz-
frequenz Hz50 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?
0I
XC
UC
0I
U0
RL
UXL
XL
URL
H702,2 mA9,705 mA9,705 mA9,705 V1,599 V1,599
Ω17 1 °0
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RE 1.765
Parallelschwingkreis Wie gross ist die Induktivität eines Parallelresonanzkreises, wenn der Kondensator pF2000 Kapazität hat und die Resonanzfrequenz
kHz175 ist ( Ω≈ 0LR )?
0I
CI
LI
UC
0IU
0
RL
UXL
XL
URL
CI
LI
XC
Hµ5,413
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RE 1.766
Sperrkreis Ein Sperrkreis ( VU 480 = ) hat eine Resonanzfrequenz von Hz3216 . Die Spule hat Ω8 Wirkwiderstand und eine Induktivität von H76,0 . 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!
Fµ8,119 Ω8,799
mS25,1 mA02,60 mA1,600 mA2,602
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RE 1.767
Schwingkreis Ein Schwingkreis besteht aus folgenden Angaben: Kondensator Fµ83,31 Indiktivität mH3,318 Wirkwiderstand Ω10 Spannung V110 Bestimmen Sie; a) Blindwiderstand des Kondensators und b) Blindwiderstand der Induktivität bei Resonanz! c) Die Resonanzfrequenz, wenn es sich um einen Serie- oder Paral-
lelschwingkreis handelt! d) Wie gross ist der Strom in der Zuleitung bei einem Serie- oder
Parallelschwingkreis?
Ω100 Ω100 Hz50 A11
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RE 1.768
Serieresonanzkreis Der Resonanzkreis besteht aus folgenden Angaben: Kondensator Fµ10 Indiktivität H01,1 Wirkwiderstand Ω8 Spannung V230 Die berechneten Grössen sind in der Tabelle einzutragen - für die Resonanzfrequenz 0f sowie Hzf 401 = und Hzf 602 = : a) Zuleitungsstrom, b) Spulenspannung, c) Spannung an der Induktivität und d) Kondensatorspannung!
f
][Hz
I ][A
LU
][V
XLU
][V
CU
][V
0f
1f 40
2f 60
Werte bei Resonanz
Anwendungen
Schwingkreise
Unterdrückung der Gebührenim-pulse mit Sperrkreis im Hörer in
älteren Telefonanlagen.
Filter sperrtGebühren-impulkse
12kHz
Serienschwingkreis vor dem Gebührenzähler zur Unterdrückung
der Sprachfrequenzen.
Rundfunkempfänger werden auf den gewünschten Sender abge-stimmt 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 (Saug-kreis); ein Reihenschwingkreis in Reihe in einer Signalleitung lässt
nur Frequenzen seiner Eigenreso-nanz passieren.
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RE 1.769
Parallelresonanzkreis Der Resonanzkreis besteht aus folgenden Angaben: Kondensator Fµ10 Indiktivität H01,1 Wirkwiderstand Ω8 Spannung V230 Die berechneten Grössen sind in der Tabelle einzutragen - für die Resonanzfrequenz 0f sowie Hzf 401 = und Hzf 602 = :
a) Zuleitungsstrom, b) Spulenstrom, c) Strom durch die Induktivität und d) Kondensatorstrom!
f
][Hz
I ][A
LI
][A
XLI
][A
CI
][A
0f
1f 40
2f 60
Werte bei Resonanz
Anwendungen
Schwingkreise
Kompensation von Blindstrom
Achtung Bei der Kompensdation von
Blindstrom wird nicht ideal kom-pensiert, als nicht auf cosϕ = 1,
sondern nur auf cosϕ=0,92 kompensiert.
Der Hochpass
Der Hochpass ist zum Anschluss
des DSL-Modems.
ADSL-Filter
Elektrotechnisch gesehen ist eine DSL-Weiche eine Frequenzwei-che.
Der Tiefpass
Die Tiefpass-Filterschaltung ist zum Anschluss von herkömmlichen Festnetz-Endgeräten oder ISDN-
NTBA’s und muss wesentlich aufwendiger realisiert weden.
Mikrofilter
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RE 1.398
Rundsteueranlage
In einer Rundsteueranlage (PA), die mit einer Frequenz von Hz475 arbeitet, ist eine Spule eingebaut, deren Blindwiderstand Ω8,9 ist.
a) Bestimmen Sie die Induktivität! b) Wie goss muss der Kondensator gewählt werden, damit er den
gleichen Widerstand aufweisst? c) Wie gross ist die Resonanzfrequenz von der verwendeten Spule
und dem Kondensator?
mH284,3
Fµ19,34
Hz475
Sender
der Rundsteuerung Der Sender muss mit dem Ener-
gieversorgungsnetz über Koppel-glieder verbunden werden. Die
Koppelglieder oder auch Ankopp-lungen gestatten die Überlagerung der Tonfrequenzspannung in das
50-Hz-Netz. Unterschieden werden Ankopplungen nach den zwei
Grundvarianten Serienankopplung und Parallelankopplung.
Rundsteueranlage Die Rundsteuersignale des
Senders werden über unterschied-liche Ankopplungsausführungen in das elektrische Versorgungsnetz
eingespeist. Unterschieden werden dabei die beiden Grundvarianten:
SA Serienankopplung (auch
Reihenankopplung genannt) und PA Parallelankopplung.
Empfänger Zur effektiveren Ausnutzung der begrenzt im Impulsraster vorhan-
denen Datenimpulse wird die Adressierung der Rundsteueremp-fänger meist über ein mehrstufiges Verfahren zur Vervielfachung der
Schaltbefehle realisiert.
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EST
16 2
101
Frage
Wie berechnet sich die Resonanzfrequenz in einem Serieschwingkreis?
EST
16 2
102
Frage
Wie berechnet sich die Resonanzfrequenz in einem Parallelschwingkreis?
EST
16 2
103
Frage
EST
16 2
104
Frage