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fr@nky
Gast
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 fr@nky Verfasst am: 24. Okt 2024 22:12 Titel: LC Schwingkreis max. Strom |
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Meine Frage:
Guten Abend. Ich habe eine Frage zum LC Schwingkreis. Und zwar folgendes Problem. Wenn ich bei einem solchen Schwingkreis den Kondensator entlade, dann fließt ja nun ein Strom. Warum fließt der maximale Strom durch die Spule, wenn der Kondensator vollständig entladen ist? Denn wenn der Kondensator entladen ist, habe ich doch im Stromkreis keinen Potentialunterschied mehr, sodass eigentlich gar nichts fließen dürfte?
Meine Ideen:
Irgendwo habe ich einen Denkfehler. Ich verstehe nämlich nicht so ganz, warum der Kondensator wieder geladen wird. Wenn alles entladen ist, habe doch keine Spannung mehr, und ohne Spannung kein Stromfluss.
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ML
Anmeldungsdatum: 17.04.2013
Beiträge: 3563
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| ML Verfasst am: 25. Okt 2024 00:31 Titel: Re: LC Schwingkreis max. Strom |
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Hallo,
| fr@nky hat Folgendes geschrieben: |
Guten Abend. Ich habe eine Frage zum LC Schwingkreis. Und zwar folgendes Problem. Wenn ich bei einem solchen Schwingkreis den Kondensator entlade, dann fließt ja nun ein Strom. Warum fließt der maximale Strom durch die Spule, wenn der Kondensator vollständig entladen ist? |
Ein LC-Schwingkreis ist ein Schwingkreis mit zwei Energiespeichern:
1. Energiespeicher: Kondensator. Der Kondensator speichert die Energie E=1/2 C U² in seinem elektrischen Feld.
2. Energiespeicher: Spule. Die Spule speichert ihre Energie E=1/2 L I² in ihrem magnetischen Feld.
(Vergleiche die Analogie Federpendel:
1. Energiespeicher: Feder
2. Energiespeicher: Masse )
Wenn in dem LC-Schwingkreis der Kondensator entladen ist, steckt die gesamte Energie in der Spule. Da diese Energie mit der Stromstärke verbunden ist, fließt also ein Strom zunächst mal einfach weiter. Er kann ja nicht abrupt aufhören zu fließen, da sonst eine unendlich große Leistung abgegeben werden müsste.
Die Energie wird nun allmählich durch Laden des Kondensators abgegeben.
Meines Erachtens hast Du die Idealisierung bei der Spule nicht ganz verstanden. Stell Dir eine idealisierte Spue vor, die kurzgeschlossen ist.
Beide Enden seien seien ideal leitend verbunden und auch auch der Wicklungsdraht soll ideal leitfähig sein.
Wenn in dieser Spule ein Strom fließt, dann fließt er (ohne Antrieb) immer weiter.
Wenn die elektrische Feldstärke im ideal leitfähigen Draht E=0 beträgt, bedeutet das wegen E=F/q nämlich nur, dass die Kraft auf die Ladung gleich null ist. Die Ladung kann aber gleichförmig weiterfließen. Nur im realen (Metall)draht braucht die Ladung eine Kraft, um gleichförmig zu fließen. Dort gibt die Ladung nämlich ständig Energie in Form von Stößen an das Metallgitter ab.
Viele Grüße
Michael
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fr@nky
Gast
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| fr@nky Verfasst am: 25. Okt 2024 07:07 Titel: |
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Hallo Michael,
vielen Dank für deine Erklärung! Mein Problem ist vermutlich, dass ich noch gedanklich auf dem Schlauch stehe, wie ohne Spannung ein Strom fließen kann. Hierbei geht es mir eigentlich ausschließlich um I max, denn sobald der maximale Strom erreicht ist, ändert sich ja wieder der magnetische Fluss in der Spule und ich induziere eine Spannung, sodass der Kondensator entgegengesetzt geladen wird.
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ML
Anmeldungsdatum: 17.04.2013
Beiträge: 3563
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| ML Verfasst am: 25. Okt 2024 09:02 Titel: |
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Hallo,
| fr@nky hat Folgendes geschrieben: |
vielen Dank für deine Erklärung! Mein Problem ist vermutlich, dass ich noch gedanklich auf dem Schlauch stehe, wie ohne Spannung ein Strom fließen kann.
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Wieso kannst Du Dir das nicht vorstellen? Wenn Du mit 100 km/h auf der Autobahn fährst, hält das Auto doch auch nicht plötzlich an, nur weil Du das Gas wegnimmst. Die Geschwindigkeit verringert sich vielmehr langsam und allmählich.
Die Grundvorstellung lautet "Energie ist träge und ändert sich nicht plötzlich, sondern allmählich". Nur darfst Du Dir die Analogie zum Auto nicht allzu genau vorstellen. Es ist nicht die Trägheit der Elektronen im Leiter, die den Strom weiterfließen lassen, sondern die Energie im magnetischen Feld um den Leiter.
Viele Grüße
Michael
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fr@nky
Gast
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| fr@nky Verfasst am: 25. Okt 2024 10:24 Titel: |
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Hallo Michael,
ich dachte ehrlich gesagt immer: ohne Spannung kein Stromfluss. Dann scheint dies ja nicht so ganz zu stimmen?
Mir geht es wirklich nur um die Stelle, wo die Spannung 0 wird und I maximal. Das danach ein abnehmender Strom weiterfließt, der den Kondensator mit entgegengesetzer Polung im Vergleich zum Anfang lädt, ist ja mit dem sich abbauenden Magnetfeld der Spule und der damit indizierten Spannung zu erklären.
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hmpf
Anmeldungsdatum: 07.10.2024
Beiträge: 191
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| hmpf Verfasst am: 25. Okt 2024 10:53 Titel: |
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| fr@nky hat Folgendes geschrieben: | ...
Mir geht es wirklich nur um die Stelle, wo die Spannung 0 wird und I maximal. ... |
Das ist die Spannung am Kondensator.
Das zusammenbrechende Magnetfeld in der Spule ist so gemein und induziert eine „Spannung“ innerhalb der Spule, die einen Strom durch Spule und Kondensator fließen lässt.
Das geschieht solange, bis die EMK (-> googlen) in der Spule unter die Spannung am Kondensator fällt.
Dann ist der Kondensator so gemein und lässt wieder Strom – jetzt anders herum - durch die Spule fließen.
Soweit klar?
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fr@nky
Gast
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| fr@nky Verfasst am: 25. Okt 2024 11:56 Titel: |
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Aber zu dem Zeitpunkt, wo I maximal ist, sind doch sowohl UL als auch UC gleich 0!
Somit hätte ich nur einen Strom, aber keine Spannung.
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hmpf
Anmeldungsdatum: 07.10.2024
Beiträge: 191
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| hmpf Verfasst am: 25. Okt 2024 12:09 Titel: |
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Mit UL meinen Sie wohl die Spannung an den elektrischen Anschlüssen der Spule.
Die Spannung der EMK (Elektro-Motorische-Kraft) wirkt jedoch innerhalb der Spule.
Das gemeine aber zusammenbrechende Magnetfeld induziert diese Spannung in die Spule.
Der Moment wo die Spannung an Spule und Kondensator null ist, ist ja nur kurz.
Vor dem Moment war die Spannung dort negativ und hinterher ist sie dort positiv.
Zu allen 3 genannten Zeiten stieg jedoch die Spannung am Kondensator.
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Steffen Bühler
Moderator
Anmeldungsdatum: 13.01.2012
Beiträge: 7461
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| Steffen Bühler Verfasst am: 25. Okt 2024 12:32 Titel: |
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| hmpf hat Folgendes geschrieben: | Der Moment wo die Spannung an Spule und Kondensator null ist, ist ja nur kurz.
Vor dem Moment war die Spannung dort negativ und hinterher ist sie dort positiv. |
Das ist der entscheidende Hinweis!
Spule und Kondensator sind Bauelemente, die nur auf Änderung reagieren.
Durch eine Spule mit einem Henry fließt ein Strom von einem Ampere, wenn sich die Spannung an ihr in einer Sekunde um ein Volt ändert.
An einem Kondensator mit einem Farad liegt eine Spannung von einem Volt, wenn sich der Strom durch ihn in einer Sekunde um ein Ampere ändert.
PS: wie unten angemerkt, habe ich hier leider Spule und Kondensator verwechselt. Sorry.
Zuletzt bearbeitet von Steffen Bühler am 26. Okt 2024 09:29, insgesamt einmal bearbeitet |
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Myon
Anmeldungsdatum: 04.12.2013
Beiträge: 6202
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| Myon Verfasst am: 25. Okt 2024 12:49 Titel: |
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Vielleicht hilft auch nochmals anschaulich der schon von ML gemachte Vergleich mit einem Federpendel. Die Bewegungsgleichungen sind ja formal exakt gleich:
})
})
Die Auslenkung beim Federpendel x entspricht der Ladung Q des Kondensators, die Geschwindigkeit der Masse dem Strom. Nun Vergleich Federpendel mit idealem LC-Kreis:
-Federpendel: Im Nullpunkt ist die Geschwindigkeit maximal, es wirkt keine Kraft (kx=0)
-LC-Kreis: Bei Q=0 ist der Strom betragsmässig maximal (denn dI/dt=0), die Spannung ist gleich null (Q/C=0).
Weshalb sollte der Strom im Nullpunkt zusammenbrechen, im Idealfall gibt es ja nicht einmal einen Widerstand. Aber selbst mit Widerstand, womit eine gedämpfte Schwingung resultiert, gelangt die Masse/der Strom über den Nullpunkt hinaus.
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fr@nky
Gast
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| fr@nky Verfasst am: 25. Okt 2024 13:08 Titel: |
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Erstmal vielen Dank für die Mühe es mir erklären zu wollen!
| Zitat: |
Mit UL meinen Sie wohl die Spannung an den elektrischen Anschlüssen der Spule.
Die Spannung der EMK (Elektro-Motorische-Kraft) wirkt jedoch innerhalb der Spule.
Das gemeine aber zusammenbrechende Magnetfeld induziert diese Spannung in die Spule. |
Wie drücke ich diese EMK denn mathematisch aus?
| Zitat: | Der Moment wo die Spannung an Spule und Kondensator null ist, ist ja nur kurz.
Vor dem Moment war die Spannung dort negativ und hinterher ist sie dort positiv.
Zu allen 3 genannten Zeiten stieg jedoch die Spannung am Kondensator.
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Im Moment, wo der Strom maximal ist, ist doch die Spannung an Kondensator und Spule 0.
Also müsste er dann nicht auch im gesamten Stromkreis Null sein?
| Zitat: | Spule und Kondensator sind Bauelemente, die nur auf Änderung reagieren.
Durch eine Spule mit einem Henry fließt ein Strom von einem Ampere, wenn sich die Spannung an ihr in einer Sekunde um ein Volt ändert.
An einem Kondensator mit einem Farad liegt eine Spannung von einem Volt, wenn sich der Strom durch ihn in einer Sekunde um ein Ampere ändert. |
Äh, ich dachte sowohl für die Spannung am Kondensator als auch den Strom in einer Spule muss sich nichts ändern? Ich kann doch statisch einen Kondensator laden und die Spannung zwischen den Platten messen.
Mir geht es darum, dass ich dachte, das immer eine Spannung benötigt wird, da ansonsten kein Strom fließen kann, da dann so gesehen den bewegten Ladungsträgern der Antrieb fehlt. Das ist glaube ich mein Knackpunkt.
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hmpf
Anmeldungsdatum: 07.10.2024
Beiträge: 191
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| hmpf Verfasst am: 25. Okt 2024 13:59 Titel: |
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| fr@nky hat Folgendes geschrieben: | ...
Mir geht es darum, dass ich dachte, das immer eine Spannung benötigt wird, da ansonsten kein Strom fließen kann, da dann so gesehen den bewegten Ladungsträgern der Antrieb fehlt. Das ist glaube ich mein Knackpunkt. |
Die Spannung am Kondensator kann sogar negativ sein und es fließt trotzdem ein positiver Strom aus der Spule in den Kondensator.
Also die Spule besteht aus vielen kleinen in Reihe geschalteten Spannungsquellen – den Windungen.
Die in den Windungen induzierte Spannung wird von dem Kondensator kurzgeschlossen.
Das ist genau wie in der Steckdose daheim. Verbinden Sie da mal die beiden Pole mit einem dicken Draht. Dann fließt dort hörbar ein verdammt großer Strom.
Bitte nicht ausprobieren!
Zuletzt bearbeitet von hmpf am 25. Okt 2024 14:21, insgesamt einmal bearbeitet |
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ML
Anmeldungsdatum: 17.04.2013
Beiträge: 3563
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| ML Verfasst am: 25. Okt 2024 14:20 Titel: |
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Hallo,
| fr@nky hat Folgendes geschrieben: |
Mir geht es darum, dass ich dachte, das immer eine Spannung benötigt wird, da ansonsten kein Strom fließen kann, da dann so gesehen den bewegten Ladungsträgern der Antrieb fehlt. Das ist glaube ich mein Knackpunkt. |
es gibt viele Situationen, in denen ein Strom ohne eine Spannung fließt (oder sogar GEGEN die Kraftwirkung einer Spannung).
Beispielsweise passiert das, wenn ein Akku geladen wird. Der Akku hat eine Spannung, der Strom fließt GEGEN diese Spannung und lädt den Kondensator auf.
Dies geschieht beispielsweise im untenstehenden Bild bei u1 > u2. Der Strom fließt im Uhrzeigersinn und damit in der entgegengesetzten Richtung, in der er fließen würde, wenn Quelle 2 alleine das Sagen hätte.
Viele Grüße
Michael
Bildquelle: Modalanalytiker (auf Wikipedia, aber auch hier im Forum)
| Beschreibung: |
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8.58 KB |
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16067 mal |
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hmpf
Anmeldungsdatum: 07.10.2024
Beiträge: 191
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| hmpf Verfasst am: 25. Okt 2024 14:27 Titel: |
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| ML hat Folgendes geschrieben: | ...
Beispielsweise passiert das, wenn ein Akku geladen wird. Der Akku hat eine Spannung, der Strom fließt GEGEN diese Spannung und lädt den Kondensator auf.
... |
Sie verwirren den Fragesteller!
In Ihrem Beispiel fließt nur Strom in den Akku, wenn die Spannung des Ladegeräts u1 größer als die Akkuspannung u2 ist.
Genau darauf beruft sich ja der Fragesteller.
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MBastieK
Anmeldungsdatum: 06.10.2012
Beiträge: 1485
Wohnort: Berlin-Wedding
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| MBastieK Verfasst am: 25. Okt 2024 14:29 Titel: |
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| fr@nky hat Folgendes geschrieben: | Aber zu dem Zeitpunkt, wo I maximal ist, sind doch sowohl UL als auch UC gleich 0!
...
Mir geht es darum, dass ich dachte, das immer eine Spannung benötigt wird, da ansonsten kein Strom fließen kann, da dann so gesehen den bewegten Ladungsträgern der Antrieb fehlt. Das ist glaube ich mein Knackpunkt. |
Naja, man hat einen induktiven Widerstand über den ein Strom fliesst, also müsste nach U = R*I bzw. U = X*I eine Spannung existieren. Oder?
Nette Grüsse
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Ohne Rekursion ist Bewusstsein oder Kognition nur rudimentär. |
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hmpf
Anmeldungsdatum: 07.10.2024
Beiträge: 191
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| hmpf Verfasst am: 25. Okt 2024 15:03 Titel: |
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Vielleicht hilft ja das:
Wenn hier gesagt wird, die Spannung am Kondensator und der Spule sei 0, so ist das nur im Groben gemeint.
Tatsächlich haben die Verbindungsdrähte zwischen der Spule und dem Kondensator auch einen winzigen Widerstand und an dem fällt natürlich die Spannung U = R * I ab.
Da aber der Widerstand R im Bereich von 1000.-stel Ohm liegt und der Strom I nur weniger als 1 Ampere beträgt, belaufen sich die Spannungsabfälle an den Zuleitungen ebenfalls nur auf 1000.-stel Volt.
Für die Drähte selbst gilt natürlich das Ohm‘sche Gesetz: I = U / R.
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Ixbalanque
Anmeldungsdatum: 24.08.2018
Beiträge: 78
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| Ixbalanque Verfasst am: 25. Okt 2024 15:22 Titel: |
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Hi, noch ein Koch der den Brei noch mehr verdirbt,
| hmpf hat Folgendes geschrieben: | [..........]
Also die Spule besteht aus vielen kleinen in Reihe geschalteten Spannungsquellen – den Windungen.
Die in den Windungen induzierte Spannung wird von dem Kondensator kurzgeschlossen. [......]
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genau das ist ein Punkt, der zu Verständnisbroblemen führt. Spulen verhalten sich nicht wie Spannungsquellen, sondern wie Stromquellen.
>> Der Leerlauf von Spannungsquellen ist ein unendlich hoher Lastwiderstand, bedeutet: maximale Spannung, kein Strom und keine Leistungsabgabe.
>> Der Leerlauf von Stromquellen ist beim Kurzschluss von 0 Ohm, bedeutet maximaler Strom, keine Spannung und keine Leistungsabgabe.
Kondensator -> Spannungsquelle
Spule -> Stromquelle
Beide wechseln die >Ladung< -->Energie und kommen abwechselnd in den Leerlaufzustand.
Grüße
Edit: Das Wort >Ladung< durch das Wort Energie ersetzt.
Zuletzt bearbeitet von Ixbalanque am 26. Okt 2024 14:29, insgesamt einmal bearbeitet |
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hmpf
Anmeldungsdatum: 07.10.2024
Beiträge: 191
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| hmpf Verfasst am: 25. Okt 2024 15:32 Titel: |
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| Ixbalanque hat Folgendes geschrieben: | ...
Beide wechseln die Ladung und kommen abwechselnd in den Leerlaufzustand.
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Viel Verwirrendes in wenig Zeilen!
Die Spule speichert keine Ladung, sondern ein Magnetfeld.
Jede kurzgeschlossene Spannungsquelle wird zur Stromquelle.
In die Spule wird zunächst kein Strom induziert, sondern eine Spannung.
Erst die Belastung der Spule durch einen Widerstand oder Kondensator lässt einen Strom fließen.
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fr@nky
Gast
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| fr@nky Verfasst am: 25. Okt 2024 16:44 Titel: |
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Ja, ich bin nun tatsächlich etwas verwirrt.
Also nochmal. Bei Imax ist die Spannung global im Schwingkreis 0, es gibt keine Spannungsquelle.
Ich verstehe einfach nicht, wie ein Strom ohne eine Spannung fließen kann. Wenn ich mir die Beiträge zur elektrischen Spannung in verschiedenen Enzyklopädien ansehe, dann ist das Anliegen einer Quellspannung eine notwendige Voraussetzung für einen Stromfluss. Das ist der Punkt, den ich nicht verstehe.
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377 Ohm
Anmeldungsdatum: 14.05.2024
Beiträge: 84
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| 377 Ohm Verfasst am: 25. Okt 2024 16:53 Titel: |
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| fr@nky hat Folgendes geschrieben: | | Wie drücke ich diese EMK denn mathematisch aus? |
Die induzierte Spannung ("elektromotorische Kraft") ist
Je schneller sich der Strom ändert, um so stärker ist die dagegen gerichtete Spannung. Bei einer Spule mit einer Induktivität von 1 Henry = 1 Vs/A bewirkt eine Stromabfall um 1 A einen Spannungsstoß von 1 Vs. Wenn das in einer Millisekunde passiert, kommt man leicht auf etwa 1000 V. Mit einer dicken Spule kann man wunderschöne Funken erzeugen, wenn man den Stromkreis unterbricht! Die Energie ist als magnetische Energie in der Spule gespeichert
| Zitat: | Im Moment, wo der Strom maximal ist, ist doch die Spannung an Kondensator und Spule 0.
Also müsste er dann nicht auch im gesamten Stromkreis Null sein? |
Der Strom ist maximal, d.h. die Ableitung dI/dt ist Null, und für einen Augenblick ist die Spannung tatsächlich Null. Der Strom ist aber nicht Null -- Strom kann auch ohne eine Spannung fließen. Zum Beispiel in einem Supraleiter. Im Alltagsleben fällt der Strom natürlich meist ziemlich schnell ab, weil die Drähte halt doch einen Widerstand haben.
| Zitat: | | Äh, ich dachte sowohl für die Spannung am Kondensator als auch den Strom in einer Spule muss sich nichts ändern? Ich kann doch statisch einen Kondensator laden und die Spannung zwischen den Platten messen. |
Ja, ich glaube, Steffen Bühler hat das unglücklicherweise verdreht.
| Zitat: | | Mir geht es darum, dass ich dachte, das immer eine Spannung benötigt wird, da ansonsten kein Strom fließen kann, da dann so gesehen den bewegten Ladungsträgern der Antrieb fehlt. Das ist glaube ich mein Knackpunkt. |
Genau, das ist der Knackpunkt. Eine supraleitende Spule kann den Strom und das Magnetfeld beliebig lange speichern. Bei der Diskussion des LC-Kreises ist es hilfreich, den Ohmschen Widerstand erst einmal beiseite zu lassen. Auch bei der Analogie mit dem Federpendel lässt man die Reibung ja meist erst einmal außer Betracht. Es geht nur um die periodische Umwandlung von einer Energieform in eine andere.
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377 Ohm
Anmeldungsdatum: 14.05.2024
Beiträge: 84
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| 377 Ohm Verfasst am: 25. Okt 2024 17:13 Titel: |
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| fr@nky hat Folgendes geschrieben: | | Ich verstehe einfach nicht, wie ein Strom ohne eine Spannung fließen kann. |
Die Spannung ist ja nur für einen winzigen Augenblick Null. Der Kondensator "wehrt" sich gegen das Aufladen mit einer Spannung U = Q / C. Damit bremst er den Strom (dI/dt < 0) und damit wird die Spule zur Spannungsquelle (U = L × dI/dt).
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hmpf
Anmeldungsdatum: 07.10.2024
Beiträge: 191
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| hmpf Verfasst am: 25. Okt 2024 17:45 Titel: |
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| fr@nky hat Folgendes geschrieben: | Ja, ich bin nun tatsächlich etwas verwirrt.
Also nochmal. Bei Imax ist die Spannung global im Schwingkreis 0, es gibt keine Spannungsquelle.
Ich verstehe einfach nicht, wie ein Strom ohne eine Spannung fließen kann. ... |
Doch, haben Sie Leseschwäche?
Ich schrieb doch bereits, dass das Magnetfeld Energie gespeichert hat, die beim Abbau des Feldes eine Spannung innerhalb der Spule induziert.
Der Kondensator versucht die Klemmenspannung festzuhalten, kann aber letztlich nicht verhindern, dass er von der Spannung innerhalb der Spule umgeladen wird.
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Myon
Anmeldungsdatum: 04.12.2013
Beiträge: 6202
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| Myon Verfasst am: 25. Okt 2024 18:26 Titel: |
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| hmpf hat Folgendes geschrieben: | | Doch, haben Sie Leseschwäche? |
Das ist kein Umgangston. Der Fragesteller hat stets absolut höflich gefragt, und selbst wenn jemand 100 mal nachfragt, da etwas unklar ist, ist das kein Grund dafür, unhöflich zu werden.
Ich bin nicht der Fragesteller und auch kein Moderator, und man könnte sagen, es ginge mich nichts an, aber mich stört dieser aggressive Ton.
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MBastieK
Anmeldungsdatum: 06.10.2012
Beiträge: 1485
Wohnort: Berlin-Wedding
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| MBastieK Verfasst am: 25. Okt 2024 18:49 Titel: |
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| hmpf hat Folgendes geschrieben: | | Ich schrieb doch bereits, dass das Magnetfeld Energie gespeichert hat, die beim Abbau des Feldes eine Spannung innerhalb der Spule induziert. |
Dem Fragesteller geht es aber nicht um den Zeit-Abschnitt, wo der Strom sich wieder abbaut bzw. verringert, sondern um den Zeitpunkt, wo er maximal ist, d.h. wo die Strom-Änderung 0 ist, und so keine (Selbst-)Induktion stattfindet.
Ich finde seine Frage-Stellung bleibt auch erhalten oder interressant, wenn man den Zeit-Punkt kurz vor dem Strom-Maximum betrachtet(, d.h. eine Delta- oder Epsilon-Zeit kurz vor dem Strom-Maximum), wo die Spannung am Kondensator nurnoch einen Epsilon-Wert hat, d.h. zu vernachlässigen ist, genauso wie die Gegen-Induktion der Spule in diesem Moment.
Edit:
Oder?
Kann sein, dass ich auch gerade eine falsche Betrachtung habe oder auf dem Schlauch stehe, da ich das Ganze im Kontext der ersten Schwingungs-Periode betrachte, d.h. in der ersten Schwingung kurz nach dem Einschalten des Schwingkreises mit vorgeladenem Kondensator.
Nette Grüsse
_________________
Ohne Rekursion ist Bewusstsein oder Kognition nur rudimentär. |
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hmpf
Anmeldungsdatum: 07.10.2024
Beiträge: 191
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| hmpf Verfasst am: 25. Okt 2024 19:04 Titel: |
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| MBastieK hat Folgendes geschrieben: | ...
Dem Fragesteller geht es aber nicht um den Zeit-Abschnitt, wo der Strom sich wieder abbaut bzw. verringert, sondern um den Zeitpunkt, wo er maximal ist, d.h. wo die Strom-Änderung 0 ist, und so keine (Selbst-)Induktion stattfindet.
... |
Sollen wir uns jetzt um die Fragestellung streiten?
Die letzte Frage des Fragestellers war:
| fr@nky hat Folgendes geschrieben: | ...
Also nochmal. Bei Imax ist die Spannung global im Schwingkreis 0, es gibt keine Spannungsquelle.
Ich verstehe einfach nicht, wie ein Strom ohne eine Spannung fließen kann.
... |
Also wie kann der Kondensator geladen werden, obwohl seine Klemmenspannung 0 ist.
Weil in der Spule eine Spannung induziert wurde! Also existiert.
Kapiert?
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MBastieK
Anmeldungsdatum: 06.10.2012
Beiträge: 1485
Wohnort: Berlin-Wedding
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| MBastieK Verfasst am: 25. Okt 2024 19:12 Titel: |
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| hmpf hat Folgendes geschrieben: | | Weil in der Spule eine Spannung induziert wurde! |
Ja, bei Strom-Änderung.
Aber bei I-max hat man kein Delta-I, d.h. keine Strom-Änderung.
Dass letztenlich etwas induziert werden muss bzw. der Schwingkreis weiterschwingen muss, weil in der Spule Energie ist, ist mir (und so wie ich es verstehe) auch dem Fragesteller klar. Aber er will es ja konkret oder differenziert erklärt wissen.
Nette Grüsse
_________________
Ohne Rekursion ist Bewusstsein oder Kognition nur rudimentär. |
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hmpf
Anmeldungsdatum: 07.10.2024
Beiträge: 191
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| hmpf Verfasst am: 25. Okt 2024 19:18 Titel: |
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| MBastieK hat Folgendes geschrieben: | | ... Aber er will es ja konkret oder differenziert erklärt wissen. ... |
Dann machen Sie doch einen eigenen Thread mit Ihrer „differenzierten“ Fragestellung auf.
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MBastieK
Anmeldungsdatum: 06.10.2012
Beiträge: 1485
Wohnort: Berlin-Wedding
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| MBastieK Verfasst am: 25. Okt 2024 20:19 Titel: |
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| Ixbalanque hat Folgendes geschrieben: | | Der Leerlauf von Stromquellen ist beim Kurzschluss von 0 Ohm, bedeutet maximaler Strom, keine Spannung und keine Leistungsabgabe. |
Die Antwort hat was.
Hätte man eine supraleitende Spule, die mit sich selbst kurzgeschlossen ist, dann würde der Strom darin auf seinem Wert ständig im Kreis fliessen. Würde man dann einen Kondensator in diesen Stromkreis reinsetzen, würde dieser dann sukzessive einen Widerstand bilden, der zur Abnahme des Stromes führt.
Die Spannung braucht man bei einem Energie-Abnehmer, d.h. will man bei einem (ohmschen) Widerstand den Stromfluss auf seinem Wert halten, dann braucht man eine Spannungs-Quelle.
| fr@nky hat Folgendes geschrieben: | | dass ich noch gedanklich auf dem Schlauch stehe, wie ohne Spannung ein Strom fließen kann. |
D.h. diese Denkweise ist kontext-abhängig.
D.h. sie gilt bei einem (ohmschen) Widerstand.
Nette Grüsse
_________________
Ohne Rekursion ist Bewusstsein oder Kognition nur rudimentär.
Zuletzt bearbeitet von MBastieK am 25. Okt 2024 20:58, insgesamt 2-mal bearbeitet |
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hmpf
Anmeldungsdatum: 07.10.2024
Beiträge: 191
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| hmpf Verfasst am: 25. Okt 2024 20:57 Titel: |
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| MBastieK hat Folgendes geschrieben: | ...
D.h. diese Denkweise ist kontex-abhängig.
D.h. sie gilt bei einem (ohmschen) Widerstand.
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Ihre Denkweise ist unphysikalisch.
Trollen Sie sich bitte in ein Troll-Forum!
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fr@nky
Gast
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| fr@nky Verfasst am: 25. Okt 2024 21:10 Titel: |
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Hallo,
ich habe mir jetzt nochmal alles hier durchgelesen, die Darstellung von 377 Ohm gefällt mir gut.
Was ich mich jetzt nur frage: wenn für einen Strom streng genommen keine Spannung notwendig ist, warum brauche ich dann eigentlich Spannungen? Klingt ziemlich blöd, aber die Frage stelle ich mir gerade. Vielleicht, da in Realität alles durch Ohmsche Widerstände verlustbehaftet ist)
| Zitat: | | Genau, das ist der Knackpunkt. Eine supraleitende Spule kann den Strom und das Magnetfeld beliebig lange speichern. Bei der Diskussion des LC-Kreises ist es hilfreich, den Ohmschen Widerstand erst einmal beiseite zu lassen. Auch bei der Analogie mit dem Federpendel lässt man die Reibung ja meist erst einmal außer Betracht. Es geht nur um die periodische Umwandlung von einer Energieform in eine andere. |
Blöde frage, wäre solch eine supraleitende Spule nicht fast so etwas wie ein Perpetuum Mobile?
Auf der anderen Seite verrichtet der Strom ja auch keine Arbeit, wenn er einfach nur durch die Spule ohne Ohmschen Widerstand fließt.
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hmpf
Anmeldungsdatum: 07.10.2024
Beiträge: 191
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| hmpf Verfasst am: 25. Okt 2024 21:23 Titel: |
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| fr@nky hat Folgendes geschrieben: | ...
Was ich mich jetzt nur frage: wenn für einen Strom streng genommen keine Spannung notwendig ist, warum brauche ich dann eigentlich Spannungen? ...
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Wer hat das denn behauptet?
Die Spannung befindet sich innerhalb der Spule.
Die Klemmenspannung der Spule wird vom Kondensator zunächst auf einen negativen Wert gezogen.
Die Spule lässt Strom in den Kondensator fließen.
Dessen Spannung steigt mit der Zeit von negativen über null auf positive Werte.
Dieses Verhalten von Schwingkreisen wurde bisher durch Millionen von Messungen nie wiederlegt.
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ML
Anmeldungsdatum: 17.04.2013
Beiträge: 3563
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| ML Verfasst am: 25. Okt 2024 21:29 Titel: |
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Hallo,
| fr@nky hat Folgendes geschrieben: |
ich habe mir jetzt nochmal alles hier durchgelesen, die Darstellung von 377 Ohm gefällt mir gut.
Was ich mich jetzt nur frage: wenn für einen Strom streng genommen keine Spannung notwendig ist, warum brauche ich dann eigentlich Spannungen?
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Spannungen (genauer: elektrische Felder) bewirken Kräfte auf Ladungen.
Du brauchst Spannungen, um Ladungen von ruhend auf bewegt anzutreiben und um sie die Bewegung gegen einen Widerstand aufrecht zu erhalten.
| Zitat: |
Blöde frage, wäre solch eine supraleitende Spule nicht fast so etwas wie ein Perpetuum Mobile?
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Es kommt einem Perpetuum mobile in dem Sinne sehr nah, dass der Strom sehr lange fließt. Unendlich lang würde ich aber auch dann ausschließen, wenn der Supraleiter intakt bleibt. Denn durch die Kreisbewegung der Ladungen tritt Bremsstrahlung in "homöopathischer Dosis" auf.
| Zitat: | | Auf der anderen Seite verrichtet der Strom ja auch keine Arbeit, wenn er einfach nur durch die Spule ohne Ohmschen Widerstand fließt. |
Genau. In allerbester Näherung verrichtet er im Supraleiter keine Arbeit.
Viele Grüße
Michael
PS: Ich bitte, das schlechte Benehmen von hmpf zu entschuldigen. Er oder sie ist hier kürzlich als Klimaskeptiker und Forentroll angetreten. Ich nehme ihn oder sie nicht ernst.
Zuletzt bearbeitet von ML am 25. Okt 2024 22:21, insgesamt 3-mal bearbeitet |
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hmpf
Anmeldungsdatum: 07.10.2024
Beiträge: 191
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| hmpf Verfasst am: 25. Okt 2024 21:40 Titel: |
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| ML hat Folgendes geschrieben: | ...
Genau. In allerbester Näherung verrichtet er im Supraleiter keine Arbeit.
... |
Was befriedigt Sie eigentlich so sehr daran, hier Ihre fachliche Inkompetenz an ehrliche Fragesteller weiterzugeben?
Das es für eine Stromfluss Spannung braucht, hat mit Supraleitern nun absolut nichts zu tun.
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jh8979
Moderator
Anmeldungsdatum: 10.07.2012
Beiträge: 8762
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| jh8979 Verfasst am: 26. Okt 2024 09:18 Titel: |
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| hmpf hat Folgendes geschrieben: |
Doch, haben Sie Leseschwäche? |
Ich fordere Sich hiermit auf, an Deinem Umgangston zu arbeiten. Die Art und Weise wie Du hier und in anderen Threads schreibst ist sehr aggressiv und vergiftet den Ton. Und ja: Ich habe dies absichtlich nicht als Bitte formuliert.
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fr@nky
Gast
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| fr@nky Verfasst am: 26. Okt 2024 10:06 Titel: |
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Danke Michael für deine Hilfe.
Ihr braucht euch auch nicht für hmpf entschuldigen, ich weiß wie ich es zu nehmen habe...ich ignoriere ihn.
Aber jetzt nochmal zum Thema. Angenommen, ich schalte in diesem idealen Schwingkreis hinter die Spule einen ohmschen Widerstand. Dann müsste zum Zeitpunkt, wo I maximal ist, auch eine Spannung über diesen abfallen, sodass die Gesamtspannung im System nicht mehr 0 ist (UL=Uc=0; Ur=I*R). Ist das so richtig?
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hmpf
Anmeldungsdatum: 07.10.2024
Beiträge: 191
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| hmpf Verfasst am: 26. Okt 2024 10:23 Titel: |
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| fr@nky hat Folgendes geschrieben: | | ...(UL=Uc=0; Ur=I*R). Ist das so richtig? |
Das ist fast richtig – nur dass eben UL = -Ur ist.
Allerdings hatte ich Ihnen das bereits am „Verfasst am: 25. Okt 2024 16:03“ erklärt:
| hmpf hat Folgendes geschrieben: | Vielleicht hilft ja das:
Wenn hier gesagt wird, die Spannung am Kondensator und der Spule sei 0, so ist das nur im Groben gemeint.
Tatsächlich haben die Verbindungsdrähte zwischen der Spule und dem Kondensator auch einen winzigen Widerstand und an dem fällt natürlich die Spannung U = R * I ab.
Da aber der Widerstand R im Bereich von 1000.-stel Ohm liegt und der Strom I nur weniger als 1 Ampere beträgt, belaufen sich die Spannungsabfälle an den Zuleitungen ebenfalls nur auf 1000.-stel Volt.
Für die Drähte selbst gilt natürlich das Ohm‘sche Gesetz: I = U / R. |
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Myon
Anmeldungsdatum: 04.12.2013
Beiträge: 6202
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| Myon Verfasst am: 26. Okt 2024 10:59 Titel: |
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| hmpf hat Folgendes geschrieben: | | Das ist fast richtig – nur dass eben UL = -Ur ist. |
Bei maximalem Strom ist das nicht richtig, die Spannung über der Spule ist dann gleich null. Ausser, ich übersehe gerade etwas völlig.
@fr@nky:
Mit einem Ohmschen Widerstand liegt eine gedämpfte Schwingung vor. Der Widerstand darf nicht zu gross sein, sonst kommt es gar nicht zu einer Schwingung (vgl. kritische Dämpfung). Wieder völlig in Analogie zu einer mechanischen gedämpften Schwingung gilt
Bei maximalem Strom ist die Spannung über dem Widerstand maximal. Der maximale Strom tritt aber nicht mehr dann auf, wenn die Ladung auf dem Kondensator verschwindet (Q=0), sondern vorher. Aus der 1. Gleichung sieht man: bei maximalem Strom ist die Spannung über der Spule =0, die Spannungen über dem Widerstand und dem Kondensator sind also beträgsmässig gleich.
Genauso ist es bei einer mechanischen gedämpften Schwingung: bei maximaler Geschwindigkeit der Masse ist die dämpfende Kraft maximal (sie ist ja proportional zur Geschwindigkeit), und das Maximum der Geschwindigkeit wird nicht mehr erreicht, wenn die rücktreibende Kraft gleich null ist, sondern zeitlich vorher. Bei maximaler Geschwindigkeit der Masse sind rücktreibende Kraft und dämpfende Kraft entgegengesetzt gleich - in Analogie dazu sind beim LCR-Schwingkreis bei extremalem Strom die Spannung über dem Widerstand und dem Kondensator entgegengesetzt gleich.
Zuletzt bearbeitet von Myon am 26. Okt 2024 11:05, insgesamt einmal bearbeitet |
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377 Ohm
Anmeldungsdatum: 14.05.2024
Beiträge: 84
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| 377 Ohm Verfasst am: 26. Okt 2024 11:03 Titel: |
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| fr@nky hat Folgendes geschrieben: | | Was ich mich jetzt nur frage: wenn für einen Strom streng genommen keine Spannung notwendig ist, warum brauche ich dann eigentlich Spannungen? Klingt ziemlich blöd, aber die Frage stelle ich mir gerade. Vielleicht, da in Realität alles durch Ohmsche Widerstände verlustbehaftet ist |
Dass Spannung Strom "verursacht" ist naheliegend, aber die Beziehung zwischen Strom und Spannung ist nicht so einfach (linear), wie das Ohmsche Gesetz es suggeriert. Das Ohmsche Gesetz gilt ja nur näherungsweise, und ähnelt etwas der Aristotelischen Physik, nach der ein Ochsenkarren sofort zum Stehen kommt, wenn der Ochse nicht mehr zieht. Die Wirklichkeit ist etwas konplizierter: Strom und Spannung sind zwei Größen, die sich gegenseitig beeinflussen, ähnlich wie Druck und Wasserfluss in einem Rohr. Strömendes Wasser kann Druck erzeugen, wenn es plötzlich gestoppt wird. Wie ja auch beim Federpendel die Masse am Nullpunkt nicht einfach stehen bleibt, nur weil die rücktreibende Kraft durch Null geht. Beim LC-Schwingkreis verursacht nicht nur die Spannung des Kondensators Strom, sondern es führt auch eine Stromänderung in der Spule zu einer Spannung. Wenn man den Widerstand in den Drähten vernachlässigen kann, bleiben die Spannung des Kondensators und die elektromotorische Kraft der Spule immer in der Waage.
| Zitat: | | Blöde frage, wäre solch eine supraleitende Spule nicht fast so etwas wie ein Perpetuum Mobile? |
Eben nur fast. Die Energie bleibt erhalten. Eine gleichförmig bewegte Ladung kann im leeren Raum ewig so weiterfliegen. Energie wird nur von einer beschleunigten Ladung abgestrahlt. Bei der supraleitenden Spule entsteht zwar theoretisch so etwas wie Zyklotron-Strahlung, aber nur in wirklich homöopathischer Dosis. Weil die Elektronen gleichmäßig über die Spule verteilt sind und die abgestrahlten Wellen sich wegen der Phasendifferenzen von 0 bis 2 pi praktisch auslöschen, bleibt nur das konstante Magnetfeld übrig.
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hmpf
Anmeldungsdatum: 07.10.2024
Beiträge: 191
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| hmpf Verfasst am: 26. Okt 2024 11:07 Titel: |
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| ML hat Folgendes geschrieben: | ...
PS: Ich bitte, das schlechte Benehmen von hmpf zu entschuldigen. Er oder sie ist hier kürzlich als Klimaskeptiker und Forentroll angetreten. Ich nehme ihn oder sie nicht ernst. |
Ein Klimaskeptiker zweifelt die Erderwärmung oder sonst eine Änderung des Klimas an.
Das tue ich nicht.
Ich kann nur anhand von gemessenen und 100-fach veröffentlichten IR-Spektren beweisen,
dass eine Zunahme der CO2-Konzentration das System Erde/Atmosphäre nicht erwärmt, sondern kühlt.
Aber das ist nicht Thema dieses Threads.
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hmpf
Anmeldungsdatum: 07.10.2024
Beiträge: 191
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| hmpf Verfasst am: 26. Okt 2024 11:17 Titel: |
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| Myon hat Folgendes geschrieben: | | hmpf hat Folgendes geschrieben: | | Das ist fast richtig – nur dass eben UL = -Ur ist. |
Bei maximalem Strom ist das nicht richtig, die Spannung über der Spule ist dann gleich null. Ausser, ich übersehe gerade etwas völlig.
... |
Sie übersehen, dass die Spannung über der Spule bei maximalem Strom nur 0 ist, wenn es keinen Ohm’schen Widerstand in dem Schwingkreis gibt.
Ansonsten gilt stets bei UC = 0, UL = -Ur.
Die Summe der Spannungen in einem Stromkreis ist stets gleich 0.
Oder wollen Sie das anzweifeln?
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