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Last Update: 06/05/2025 10:20 AM

Current Deck: Physik::E2 Essentials

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Elektrischer_Strom

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Field Change Suggestions:
Gegeben ist eine Wechselspannungsquelle \( U_e = U_0 \cos(\omega t) \), die seriell zu einer Spule mit Induktivität \( L \) geschalten ist.



Welche Aussagen sind richtig? (mehrere richtig)

a) Schalten wir zusätzlich einen Kondensator in Serie zu der Spule, wobei die Kapazität
\[C = \frac{1}{\omega^2 L}\]
gewählt wird, erhöht sich die Amplitude des Stroms, der durch die Spule fließt.

b) 
Wenn die Spannung \( U_1 \) maximal ist, ist der Strom \( I_1 \) maximal.

c) Der Strom, der durch die Spule fließt, ist gegeben durch

\[I(t) = \frac{U_0}{\omega L} \sin(\omega t)\]
d) 
\[\left| \frac{U_1}{L_1} \right| = \left| \frac{dI_1}{dt} \right|\]

e) 
Wenn \( U_2 \) größer wird, wird \( I_1 \) kleiner.

Bonus:
Kann die Gesamtimpedanz \(=0\) werden, wenn ich einen Kondensator und einen Ohm'schen Widerstand (\(R>0\)) seriell dazuschalte? Warum?
Gegeben ist eine Wechselspannungsquelle \( U_e = U_0 \cos(\omega t) \), die seriell zu einer Spule mit Induktivität \( L \) geschalten ist.



Welche Aussagen sind richtig? (mehrere richtig)

a) Schalten wir zusätzlich einen Kondensator in Serie zu der Spule, wobei die Kapazität
\[C = \frac{1}{\omega^2 L}\]
gewählt wird, erhöht sich die Amplitude des Stroms, der durch die Spule fließt.

b) 
Wenn die Spannung \( U_1 \) maximal ist, ist der Strom \( I_1 \) maximal.

c) Der Strom, der durch die Spule fließt, ist gegeben durch

\[I(t) = -\frac{U_0}{\omega L} \sin(\omega t)\]
d) 
\[\left| \frac{U_1}{L_1} \right| = \left| \frac{dI_1}{dt} \right|\]

e) 
Wenn \( U_2 \) größer wird, wird \( I_1 \) kleiner.

Bonus:
Kann die Gesamtimpedanz \(=0\) werden, wenn ich einen Kondensator und einen Ohm'schen Widerstand (\(R>0\)) seriell dazuschalte? Warum?

Bonus:
Nein, der Scheinwiderstand kann \(0\) werden, aber durch den Ohm'schen Widerstand gibt es immer einen positiven Realwiderstand. 



a) Schalten wir zusätzlich einen Kondensator in Serie zu der Spule, wobei die Kapazität
\[C = \frac{1}{\omega^2 L}\]
gewählt wird, erhöht sich die Amplitude des Stroms, der durch die Spule fließt.

c) Der Strom, der durch die Spule fließt, ist gegeben durch
\[I(t) = \frac{U_0}{\omega L} \sin(\omega t)\]

Erklärung:

- Durch die Wahl von \( C = \frac{1}{\omega^2 L} \) entsteht Resonanz, wodurch sich die Impedanz minimiert und die Stromamplitude maximiert.

- Die Zeitabhängigkeit des Stroms folgt der sinusförmigen Funktion mit Phasenverschiebung, wie durch \( I(t) \) beschrieben.


Bonus:
Nein, der Scheinwiderstand kann \(0\) werden, aber durch den Ohm'schen Widerstand gibt es immer einen positiven Realwiderstand. 



a) Schalten wir zusätzlich einen Kondensator in Serie zu der Spule, wobei die Kapazität
\[C = \frac{1}{\omega^2 L}\]
gewählt wird, erhöht sich die Amplitude des Stroms, der durch die Spule fließt.

c) Der Strom, der durch die Spule fließt, ist gegeben durch
\[I(t) = - \frac{U_0}{\omega L} \sin(\omega t)\]

Erklärung:

- Durch die Wahl von \( C = \frac{1}{\omega^2 L} \) entsteht Resonanz, wodurch sich die Impedanz minimiert und die Stromamplitude maximiert.

- Die Zeitabhängigkeit des Stroms folgt der sinusförmigen Funktion mit Phasenverschiebung, wie durch \( I(t) \) beschrieben.

d) 
\[\left| \frac{U_1}{L_1} \right| = \left| \frac{dI_1}{dt} \right|\]