Wechselstromkreis: Kondensatoren und Spulen
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Questions and Answers

Welche Aussage über den Kondensator im Wechselstromkreis ist falsch?

  • Ein Kondensator kann eine Wechselspannung speichern. (correct)
  • Der kapazitive Wechselstromwiderstand ZC ist proportional zur Frequenz ω.
  • Die Ladung Q eines Kondensators ist proportional zur Spannung U.
  • Die Spannung am Kondensator erreicht bei jedem Nulldurchgang des Stroms ihr Maximum.
  • Welche Formel beschreibt die Beziehung zwischen der Spannung U und der Ladung Q eines Kondensators?

  • $U = C / Q$
  • $U = Q / C$ (correct)
  • $U = Q + C$
  • $U = C \cdot Q$
  • Welche Aussage über den kapazitiven Wechselstromwiderstand ZC ist richtig?

  • ZC ist proportional zur Kapazität C.
  • ZC ist proportional zur Frequenz ω.
  • ZC ist umgekehrt proportional zur Frequenz ω.
  • ZC ist umgekehrt proportional zur Kapazität C. (correct)
  • Was passiert, wenn eine Spule an eine Gleichspannung angeschlossen wird?

    <p>Die Spule erzeugt ein konstantes Magnetfeld. (C)</p> Signup and view all the answers

    Welche Formel beschreibt die induzierte Spannung u in einer Spule?

    <p>$u = L \cdot \frac{di}{dt}$ (B)</p> Signup and view all the answers

    Welche Aussage über die Selbstinduktivität L einer Spule ist richtig?

    <p>L ist proportional zur Anzahl der Windungen der Spule. (D)</p> Signup and view all the answers

    Welche Einheit wird für die Selbstinduktivität L verwendet?

    <p>Henry (H) (A)</p> Signup and view all the answers

    Was beschreibt der Ausdruck $\frac{di}{dt}$ in der Formel für die induzierte Spannung?

    <p>Die zeitliche Änderung der Stromstärke durch die Spule. (B)</p> Signup and view all the answers

    Welche Formel wird verwendet, um die Induktivität L der Spule zu berechnen, nachdem der Wechselstromwiderstand ZR+L bestimmt wurde?

    <p>Formel 5 (A)</p> Signup and view all the answers

    Mit welcher Methode wird die Induktivität der Spule als Funktion der Einschubtiefe eines Eisenkerns bestimmt?

    <p>Der Strom und die Spannung werden alle zwei Zentimeter gemessen, und mit Formel 3 wird der Widerstand berechnet. Anschließend wird die Induktivität mit Formel 5 bestimmt. (A)</p> Signup and view all the answers

    Wie werden die Gesamtkapazitäten der Kondensatoren C1 und C2 in Reihen- und Parallelschaltung berechnet?

    <p>Die Gesamtkapazität in Reihenschaltung wird mit Formel 7 berechnet, während die Gesamtkapazität in Parallelschaltung mit Formel 8 berechnet wird. (A)</p> Signup and view all the answers

    Welche Messgrößen werden verwendet, um den Gleichstromwiderstand R der Spule zu bestimmen?

    <p>Strom und Spannung (C)</p> Signup and view all the answers

    Wie lässt sich die Gesamtkapazität von zwei in Reihe geschalteten Kondensatoren berechnen?

    <p>Die Gesamtkapazität ist der Kehrwert der Summe der Kehrwerte der Einzelkapazitäten. (B)</p> Signup and view all the answers

    Welche Formel wird zur Berechnung des Widerstands mit den gemessenen Werten von Stromstärke und Spannung verwendet?

    <p>Formel 3 (B)</p> Signup and view all the answers

    Welche Messwerte werden in der Tabelle 1 für die Kondensatoren C1, C2 und In Reihe und Parallel dargestellt?

    <p>Stromstärke, Spannung, Kapazität und Messfehler (A)</p> Signup and view all the answers

    Welche der folgenden Aussagen über die Spule ohne Kern sind richtig? (Wählen Sie alle zutreffenden Aussagen)

    <p>Der Widerstand der Spule beträgt 14,11765 Ω. (A), Die Spannung an der Spule beträgt 4,3 V. (B)</p> Signup and view all the answers

    Welche der folgenden Aussagen über die Tabelle 2 sind richtig? (Wählen Sie alle zutreffenden Aussagen)

    <p>Die maximale Spannung (Umax) an der Spule ist unabhängig von der Einschubtiefe. (A), Die Induktivität (L) der Spule nimmt mit zunehmender Einschubtiefe zu. (C)</p> Signup and view all the answers

    Wie ist die Induktivität einer Spule definiert?

    <p>Die Induktivität einer Spule ist das Verhältnis der magnetischen Flussdichte im Inneren der Spule zur Stromstärke durch die Spule. (A)</p> Signup and view all the answers

    Welche der folgenden Aussagen über Graph 1 und Graph 2 sind richtig? (Wählen Sie alle zutreffenden Aussagen)

    <p>Die Induktivität nimmt in beiden Graphen proportional zur Einschubtiefe zu. (B), Graph 1 zeigt die Induktivität in Abhängigkeit der Einschubtiefe eines massiven Eisenkernes, während Graph 2 die Induktivität in Abhängigkeit der Einschubtiefe eines lamellierten Eisenkernes zeigt. (C), Graph 1 zeigt die Induktivität in Abhängigkeit der Einschubtiefe eines massiven Eisenkernes, während Graph 2 die Induktivität in Abhängigkeit der Einschubtiefe eines lamellierten Eisenkernes zeigt. (D)</p> Signup and view all the answers

    Was ist die Ursache für die unterschiedlichen Induktivitäten in den Tabellen 2 und 3?

    <p>Die unterschiedlichen Induktivitäten sind auf die unterschiedlichen Materialien des Eisenkerns zurückzuführen. (A)</p> Signup and view all the answers

    Was ist die Formel für den Widerstand einer Spule im Gleichstrom?

    <p>R = U / I (A)</p> Signup and view all the answers

    Welche der folgenden Aussagen über die Formel (9) sind richtig? (Wählen Sie alle zutreffenden Aussagen)

    <p>Die Formel berücksichtigt den Fehler der Spannung, der Stromstärke und der Frequenz. (A), Der Faktor Δω kann in dieser Formel vernachlässigt werden. (C), Die Formel berechnet den Fehler der Kapazität eines Kondensators. (D)</p> Signup and view all the answers

    Welche der folgenden Aussagen über die magnetische Flussdichte im Inneren einer Spule sind richtig? (Wählen Sie alle zutreffenden Aussagen)

    <p>Die magnetische Flussdichte im Inneren einer Spule ist proportional zur Anzahl der Windungen der Spule. (A), Die magnetische Flussdichte im Inneren einer Spule ist proportional zur Stromstärke durch die Spule. (B), Die magnetische Flussdichte im Inneren einer Spule ist proportional zur Permeabilitätszahl des Materials im Inneren der Spule. (D)</p> Signup and view all the answers

    Wie groß ist der Widerstand der Spule im Gleichstrom, wenn die Spannung 4,8 V und die Stromstärke 0,34 A beträgt?

    <p>14,11765 Ω (D)</p> Signup and view all the answers

    Was ist die SI-Einheit der Induktivität?

    <p>Henry (H) (A)</p> Signup and view all the answers

    Welche der beiden Spulen in den Tabellen 2 und 3 hat die höhere Induktivität?

    <p>Die Spule mit dem massiven Eisenkern hat die höhere Induktivität. (C)</p> Signup and view all the answers

    Welche der folgenden Aussagen über die Spule mit dem lamellierten Eisenkern sind richtig? (Wählen Sie alle zutreffenden Aussagen)

    <p>Die Spule mit dem lamellierten Eisenkern hat eine bessere Wärmeableitung als die Spule mit dem massiven Eisenkern. (A), Die Spule mit dem lamellierten Eisenkern hat eine geringere Induktivität als die Spule mit dem massiven Eisenkern. (B)</p> Signup and view all the answers

    Welche der folgenden Beschreibungen trifft auf einen lamellierten Eisenkern zu?

    <p>Ein lamellierter Eisenkern besteht aus mehreren dünnen, isolierten Blechen, die miteinander verbunden sind. (C)</p> Signup and view all the answers

    Welche der folgenden Einheiten wird für die magnetische Flussdichte verwendet?

    <p>Tesla (T) (A)</p> Signup and view all the answers

    Welche der folgenden Aussagen über den Fehler der Kapazität in Formel (9) sind richtig? (Wählen Sie alle zutreffenden Aussagen)

    <p>Der Fehler der Kapazität ist unabhängig vom Fehler der Frequenz. (A), Der Fehler der Kapazität ist proportional zum Fehler der Stromstärke. (B), Der Fehler der Kapazität ist proportional zum Fehler der Spannung. (D)</p> Signup and view all the answers

    Wie verändert sich die Induktivität L bei unterschiedlichen Eisenkernen?

    <p>Sie nimmt mit zunehmender Einschubtiefe zu. (D)</p> Signup and view all the answers

    Welche Effekt wird erklärt durch die Drosselwirkung beim massiven Eisenkern?

    <p>Die gemessene Stromstärke ist größer. (A)</p> Signup and view all the answers

    Welches Ergebnis zeigt die höchste Induktivität?

    <p>Induktivität mit lamelliertem Eisenkern. (C)</p> Signup and view all the answers

    Was ist eine mögliche Fehlerquelle während des Versuchs?

    <p>Die Messwerte auf den Instrumenten ablesen. (D)</p> Signup and view all the answers

    Wie verändert sich die Induktivität zwischen einer Einschubtiefe von 10 cm und 30 cm?

    <p>Sie steigt stark an. (D)</p> Signup and view all the answers

    Was kann über die Fehlerrechnung gesagt werden?

    <p>Es wurde nicht mit dem genau notierten Maximalausschlag gemessen. (D)</p> Signup and view all the answers

    Welcher Faktor hat den geringsten Einfluss auf die Induktivität?

    <p>Die Länge der Spule. (C)</p> Signup and view all the answers

    Was wird zur Berechnung der Fehler der Induktivität verwendet?

    <p>Die Formel für ΔL. (C)</p> Signup and view all the answers

    Wie verhält sich die Spannung an der Spule beim Nulldurchgang des Stroms?

    <p>Sie ist am größten. (A)</p> Signup and view all the answers

    Was beschreibt die Drosselwirkung in einem Wechselstromkreis?

    <p>Die Regulierung der Stromstärke durch eine Spule. (B)</p> Signup and view all the answers

    Wie wird der Wechselstromwiderstand ZL berechnet?

    <p>Durch die Formel $Z_L = rac{U}{I}$. (B)</p> Signup and view all the answers

    Welche Größe beeinflusst die Selbstinduktivität L einer Spule am stärksten?

    <p>Der Materialtyp des Kerns. (B)</p> Signup and view all the answers

    Was passiert mit der Induktivität, wenn die Qualität des verwendeten Eisens im Kern steigt?

    <p>Die Induktivität erhöht sich. (A)</p> Signup and view all the answers

    Was ist die Phasenverschiebung zwischen Strom und Spannung in einer Spule?

    <p>$ rac{ ext{π}}{2}$. (A)</p> Signup and view all the answers

    Welche Messgeräte werden im Versuchsaufbau für die Bestimmung des Widerstandes einer Spule verwendet?

    <p>Ein Amperemeter und ein Voltmeter. (D)</p> Signup and view all the answers

    Welche Aussage trifft nicht auf die Wechselstromwiderstandsgleichung $Z_{R+L} = ext{√}(R^2 + (ω imes L)^2)$ zu?

    <p>Sie ignoriert den ohmschen Widerstand. (D)</p> Signup and view all the answers

    Study Notes

    Physikalisches Anfängerpraktikum Teil 2 - Versuch 9

    • Datum: 15.08.2023
    • Kurs: Biochemie
    • Versuch-Nr.: 9
    • Gruppe: (Nicht angegeben)
    • Assistent: (Nicht angegeben)
    • Abgabedatum 1 & 2 & 3: (Nicht angegeben)
    • Rückgabedatum 1 & 2 & 3: (Nicht angegeben)
    • Versuch bestanden/nicht bestanden: (Nicht angegeben)
    • Unterschrift Assistent: (Nicht angegeben)

    Physikalischer Hintergrund

    • Kondensatoren im Wechselstromkreis: Gleichstrom lädt den Kondensator auf, Wechselstrom ermöglicht den Ladungstransport.
    • Kapazitiver Wechselstromwiderstand (Zc): Abhängig von Frequenz und Kapazität. Zc nimmt mit abnehmender Frequenz zu.
    • Spulen im Wechselstromkreis: Ein Wechselstrom erzeugt ein sich änderndes Magnetfeld, was eine induzierte Spannung hervorruft (u = Ldi/dt).
    • Selbstinduktivität (L): Gemessen in Henry (H). Größer bei Eisenkern in der Spule.
    • Wechselstromwiderstand (ZL): Abhängig von Frequenz und Induktivität.
    • Drosselwirkung: Durch Eisenkern in der Spule kann der Wechselstrom beeinflusst werden.

    Versuchsaufbau und Durchführung

    • Kondensatoren: Ein und parallel geschaltet, Stromstärke und Spannung wurden gemessen um die Kapazität zu bestimmen.
    • Spulen: Mit verschiedenen Eisenkernen (massiv und lamelliert), Stromstärke und Spannung wurden bei unterschiedlichen Einschubtiefen gemessen, um die Induktivität zu bestimmen.
    • Messgeräte: Amperemeter (A), Voltmeter (V), Kondensatoren (C) und Spulen (L) wurden verwendet

    Messergebnisse und Fehlerrechnung

    • Tabelle 1: Enthält Messergebnisse für die Kondensatoren in Reihe und parallel.
    • Tabelle 2: Enthält Messergebnisse für die Spule mit Eisenkern (veränderliche Tiefe).
    • Tabelle 3: Gleiche Informationen wie Tabelle 2 für lamellierte Eisenkerne
    • Fehlerrechnung: Formeln wurden verwendet, um Fehler der Kapazitäten und Induktivitäten zu berechnen.

    Diskussion der Messergebnisse

    • Induktivität (L): Steigt mit zunehmender Einschubtiefe des Eisens in der Spule
    • Drosselwirkung: Effekt der Änderung der Induktivität durch die Eisenkerne wird besprochen.
    • Fehlerquellen: Ablesefehler der Messgeräte sind eine potenzielle Fehlerquelle.

    Fazit

    • Versuchsergebnisse: Die Auswirkung verschiedener Eisenkerne auf die Induktivität einer Spule wurde gemessen und analysiert.
    • Zusammenhang: Die Messwerte zeigen den Einfluss der Einschubtiefe auf die Induktivität der Spule.

    Tagesprotokoll

    • Protokoll: Enthält die Durchführungsmethode und Resultate des Experiments. Die aufgenommenen Daten dienen als Messdaten für weitere Ausführungen.

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    Teste dein Wissen über Kondensatoren und Spulen im Wechselstromkreis. Beantworte Fragen zur Beziehung zwischen Spannung, Ladung und Induktivität. Überprüfe dein Verständnis über kapazitiven Wechselstromwiderstand und die Auswirkungen von Gleichspannung auf Spulen.

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