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Lernbereich 1: Mechanische und elektromagnetische Schwingungen 22 Ustd.

Kennen der Merkmale zur Beschreibung harmonischer, mechanischer Schwingungen

ungedämpfte Schwingungen

lineares Kraftgesetz F = -D·y

Richtgröße D für verschiedene Schwinger

yt = ymax·sinω·t; vt = dydt;

at = d2ydt2

dynamische Bestimmung der Federkonstanten mit Hilfe der Beschleunigungsmessung eines Mobiltelefons

Energieerhaltung

Anwenden der Kenntnisse zur Modellbildung auf die Untersuchung gedämpfter Schwingungen

Simulation von Reibungseffekten

unterschiedliches Abklingverhalten

Dämpfung durch konstante bzw. durch geschwindigkeitsabhängige Kräfte

Vergleich mit Realexperiment

Einsatz GTR oder Computer zum Untersuchen mechanischer Schwingungen

Kennen der Voraussetzungen für das Entstehen von Resonanz

erzwungene Schwingung f0 , fE 

Rückkopplungsprinzip

Phasenverschiebung φ

Übertragen der Kenntnisse auf die Vorgänge im elektromagnetischen Schwingkreis

Visualisierung durch Simulationen

Eigenfrequenz f0 = 12·π·L·C

rechnergestütztes Messen

Energieerhaltung

Rückkopplungsprinzip

Rückkopplungsschaltung

Übertragen der Kenntnisse auf den Wechselstromkreis

vom Experiment zur Gleichung

u = umax·sinω·t

Ueff  ; Ieff ; Blackbox; Erklärungen

Phasenverschiebung φ, 

i =imax·sinω·t-φ

Ohm’sches Bauelement, Spule und Kondensator

frequenzabhängige Blindwiderstände

XC = 1ω·C ; XL = ω·L

Reihenschaltungen von R, L, C (Siebkette), Scheinwiderstand

Z2 = R2+XL-XC2; Z = UeffIeff

Reihenresonanz und deren Anwendung bei Frequenzfiltern

Lautsprechermehrwegesysteme

Zeigerdiagramme

 
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