Resonazfrequenz mit Eigenfrequenz von außen anregen?

Tuturuuu 👋🏾

Wenn ein Schwingkreis mit einer Resonanzfrequenz von f = 100 HZ mit einer Eigenfrequenz von f = 100 Hz von außen angeregt wird, erhöht sich dann die Frequenz des Schwingkreises auf 200 Hz ?

Konkret geht es darum

Ein R-C-L-Schwingkreis besteht aus einer Induktivität mit L = 40 mH und einem Widerstand mit R = 10Ω. Der Schwingkreis besitzt eine Resonanzfrequenz von f = 100 Hz.

a) Berechnen Sie die Kapazität C.

b) Nun wird dieser Schwingkreis mit der Eigenfrequenz von f = 100 Hz von außen angeregt. Berechnen sie sowohl den kapazitiven als auch den induktiven Widerstand und den Betrag der Impedanz Z dieses Schwingkreises.

Die a) haben wir mittlerweile hingekriegt (Da hatte ich die Tage ja auch schon mal ne Frag' dazu hier gepostet). Da haben wir jetzt einfach die Thomschon'se Schwingungsgleichung genommen und nach C umgestellt.

So, jetzt zum Wesentlichen. Bei der b) brauch man ja den kapzitären und induktiven Widerstand.

Soll icke da jetzt bei 1/ 2πf C für das die Frequenz f = 100 Hz nehmen oder ist die Frequenz jetzt schon auf f = 200 H erhöht, weil der Schwingkreis nochmal mit 'ner Eigenfrequenz von f = 100 Hz von außen angeregt wird??

Wenn ich f = 100 Hz nehme kommt 8π raus.
Für f = 200 Hz kommt 4π raus.

Dasselbe Spielchen gilt für den induktiven WIderstand

R = 2 π f L.

Für f = 100 kommt hier wieder 8 π raus.
Nimmt man f = 200 Hz sind wir bei 16 π.

Setzt man das dann in dei Formel für die Impedanz an kommt je nach f = 100 Hz oder f = 200 Hz entweder 10 Ohm oder 39 Ohm raus.

Ich bin jetzt nicht sicher ob sich die Frequenz durch das Anregen von Außen nochmal erhöht oder nicht.

Vorteil bei f = 100 Hz wäre das eben eine schöne runde Zahl rauskommt (10 Ohm).
Nachteil widerum wäre, dass das dersselbe Wert wie der gegebene Widerstand wäre und das einige ja schon im anderen Thröt supsket fanden.

Für f = 200 Hz widerum spreche, dass für den kapazitiven Widerstand 4 π und den induktiven WIderstand 16 π rauskommt, wobei 4 π ziemlich nah an dem ursprünglichen 2 π aus dem Schwingkreis liegt.

Kommilitonen sind sich auch uneinig. Einige rechnenmit f = 100 Hz weiter, andere verwenden f = 200 Hz.

Was meint ihr?

Liebe Grüße,

Helmut Kohl,
Bundeskanzler a.D.
(Name geändert)

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Ohne meinen Anwalt sag ich nichts! 50%
f = 100 Hz 38%
Keins, von beiden sondern... 13%
f = 200 Hz 0%
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Nach Potenz einer e-Funktion auflösen?

Moinsen👋

ausgerechnet an der Auflösung einer simplen e-Funktion scheiden sich momentan die Geister. Es geht um foglende Funktion

Das ist die Formel für die Entladung am Kondensator. Dieser wird über den WIderstand R entladen. Gesucht ist jetzt eben jener WIderstand R, wenn die Spannung U innerhalb von t = 8ms auf 30 % absinkt. Der Kondensator selbst hat 10 µ F und wird auf eine Spannung von 150 V aufgeladen.

So, dann ist U(t) = 0,3 U0

C ist 10µF

t ist 8ms = 0,008 s

Jetzt nur noch nach dem R auflösen. Und da hapert's gerade gewaltig!

Ich hätte jetzt gesagt

U(t) = U0 * e(-t/RC)

0,3 U0 = U0 * e^(-0,008/RC)

Logarithmieren auf beiden Seiten

ln (0,3) = (-0,008)/RC.

Dann R auf die andere Seite bringen

R * ln (0,3) = (-0,008)/C

und durch ln (0,3) teilen

R = 0,008/ (ln(0,3)*C)

Jetzt noch für C = 10 µF einsetzen.

Macht nach Adam Riese und Eva Zwerg: -664,4668 Ohm.

Kurz nachgeprüft mit dem Onlinerechner. Der hat diesselbe Schose raus

(steht halt nur R(C) statt R, aber läuft ja aufs Gleiche hinaus).

So, jetzt kommt die Crux. Eine Kommilitonin hat die Aufgabe nachgerechnet und kommt auf ein völlig anderes Ergebnis.

Für diejenigen, die das Bild nicht lesen können: Die Gute verwendet die Zeitkonstante für einen RC-Kreis im Widerstandkondensator τ = R*C

Dementsprechend eingesetzt ist 0,3 = e^(-t/ τ)

Den ganzen Spaß dann logarithmiert ergibt

ln(0,3) = -t/ τ

Jetzt nach τ auflösen => τ = -t/ln(0,3)

eingesetzt ist das dann -0,008/ln(0,3) = 0,01535 bei ihr. (Ich komme auf -6,64*10^-3).

Ferner rechnet sie dann τ = R*C => R = τ/C = 0,01535/10 µF = 1530 Ohm.

Je suis completement verwirrte.

Wer hat denn jetzt Recht? Kann doch nicht sein, daß es an so etwas einfachem wie 'ne E-Funktion umformen scheitert.

Mit freundlichen Grüßen,

Florian Sachsen-Anhalt
(Name geändert)

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Energieerhaltung bei einer idealen erzwungenen Schwingung?

Angenommen, wir haben ein Federpendel ohne Wärmeverlust. Nun stellen wir die Frequenz des Erregers deutlich höher ein als die Eigenfrequenz des Oszillators, so dass der Oszillator mit der Frequenz des Erregers schwingt, aber mit einer sehr kleinen Amplitude. Die Energie einer mechanischen Welle sollte proportional zur Amplitude und proportional zur Frequenz sein.

Der Erreger hat eine konstante Amplitude und durch die Erhöhung der Kreisfrequenz wird mehr Energie in das System gepumpt, aber wenn nun der Oszillator in diesem Fall eine geringere Amplitude erhält, wo ist dann die Energie verloren gegangen oder ist sie nur beim Erreger selbst geblieben, weil sie einfach nicht übertragen wurde? Wenn wir die Frequenz in diesem Fall langsam absenken und uns dem Resonanzfall nähern, können wir uns dann vorstellen, dass sich die Energie vom Erreger zum Oszillator verlagert hat? Das würde dann bedeuten, dass die Übertragung im Resonanzfall maximal ist, der Oszillator bekommt die maximal mögliche Energie übertragen... was im Umkehrschluss bedeutet, dass der Erreger im Resonanzfall die meiste Energie verliert? Wenn ich mir das mit einem Motor vorstelle, braucht der Motor im Resonanzfall die meiste Leistung, weil es der "schwierigste" fall ist? Immerhin wird im Resonanzfall relativ von allen Möglichkeiten die meiste Energie auf den Oszillator übertragen.

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Geschwidnigkeit von Elektronen im Elektronenstrahl?

Fatto diretto al punto (Ich komme direkt zum Punkt, wie der Italiener sagen würde).

Ein zylinderförmiger Elektronenstrahl hat einen Durchmesser von 0.5 mm. Der Strahl enthält 2 × 10^8 Elektronen pro Kubikmillimeter. Die Energie der Elektronen beträgt 0.3 keV.

a) Wie schnell sind die Elektronen im Elektronenstrahl?

b) Berechnen Sie den elektrischen Strom.

c) Der Elektronenstrahl durchläuft ein transversales magnetisches Feld von 2 Tesla. Berechnen Sie den Krümmungsradius der Kreisbahn im Magnetfeld.

Jensek81'scher Ansatz

a) E_kin = 1/2 m v²

Umformen zu v = Wurzel (2 E / m)

E = 0,3keV = 0,3 * 10³ * (1,6022*10^-19)

m = 9,11*10^-31 kg

Einsetzen: v = Wurzel (2 E / m) = v = Wurzel (2 * 0,3 * 10^-3 / (9,11*10^-31 kg))

= 10272468,08 m/s

b) Stromstärke Elektronenstrahl

I = n * e * A * v

n = Dichte = 2 * 10^-8 e/cm³ = 2*10^-14 e/m³

e = 1,6022 * 10^-19 C

A = π r², wobei d = 2 * r (da Zylinder) =>> 0,5 mm = 2 * r => r = 0,25 mm = 0,00025 m

V = 10272468,08 m/s (aus vorheriger Aufgabe)

Einsetzen: I = n * e * A * v = 2 * 10^-14 e/m³ * 1,6022 * 10^-19 C * π * (0,0025m)² * 10272468,08 m/s

= 6,46 * 10^-5 A

c) r = (mv)/(e*B)

= (9,11*10-31 kg * 10272468,08 m/s) / (1,6022*^10^-29 * 2 T) = 2,92*10^-5 m

Stimmt das so? Insbesodnere die 10272468,08 m/s erscheinen mir doch sehr skrupellos...

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Wie ist eure Meinung zu Heißluftballonpiloten (im Sinne von Beschädigung fremdem Eigentums)?

Als ich letzten Adam Wolkes Livestream auf twitch aus einem Heißluftballon bei der Montgolfiade in der Nähe von Warstein geschaut habe, wurde mir zum ersten Mal bewusst wie arrogant und überheblich die Piloten von Heißluftballons sind (gefördert natürlich durch die Nachfrage der Kunden).

Es wurde seitens Adam die Thematik angesprochen, wie das mit der Beschädigung fremder Vermögenswerte ist, wenn man zum Beispiel auf einem Feld landet (bspw. wenn das Feld noch nicht abgeerntet wurde).

Ich reproduziere jetzt gar nicht die Antwort vom Piloten, es lief einfach nur darauf hinaus, dass man sich quasi schnell aus dem Staub machen sollte.

Es wurde zwar gesagt, dass man im Fall der Fälle "natürlich" Schadensersatz zahlen würde...aber bitte...wer glaubt das denn? Als ob die Piloten sich dann nach dem Eigentümer des Feldes erkundigen und von sich aus zahlen würde. Never.

Und SELBST WENN... alleine schon diese Haltung, sich herauszunehmen, Eigentum eines fremdes Menschen zu zerstören (weil man es danach ja eh bezahlt)...was ist das denn bitte für eine Haltung? Wie gesagt...selbst WENN sie dafür zahlen würden.

Abgesehen davon, konnte man bei der Montgolfiade mindestens 30 Ballons sehen, die tatsächlich die Ernte irgendwelcher Bauern reduziert haben.

Was ist eure Meinung zu Heißluftballonpiloten?

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Hilfe; Fächerwahl Oberstufe am Gymi?

Moin,

Habt ihr Abi gemacht oder seid gerade in der Q-Phase? dann wäre´s cool, wenn ihr mir helfen könnt. klar, ist jede Schule / Lehrer anders aber so grundsätzlich;

  • sind zwei Zusatzkurse `schlimm´?

habe Sowi als auch Geschichte als ZK, da mich beides leider nicht interessiert. Jetzt muss ich das nur ein Jahr machen, allerdings in der Q2, also der Abi Phase.

  • Ist Philo sehr verschwurbelt und kompliziert?

ich mag philosophieren gerne, schreibe selbst manchmal was. Doch die Texte sind jetzt schon richtig unverständlich, aber ich lese die ganz gerne (bis jetzt). die Frage ist, wie mies das im Abi wäre. denkt ihr Pädagogik wäre da die bessere Wahl?

  • Könnt ihr mir den Pädagogik LK empfehlen?

Eine Gesellschaftswissenschaft muss ins Abi. Diese würde ich lieber schriftlich als mündlich machen. Grundsätzlich finde ich Pädda interessant. und was wäre als mündliches Abi Fach geeigneter? (Philo, Pädda oder eher Sprache)

  • wie komplex wird Mathe (und Physik) in der Oberstufe?

um Mathe generell werd ich vermutlich nicht drumherum kommen. Viele meinten, wie schlimm Physik in der Oberstufe wird oder dass die halbe Klasse während der Mathe Klausur geheult hat. Allerdings kommt Bio nicht wirklich in Frage.

habt ihr Tipps und Empfehlungen, wie läuft es bzw. lief es bei euch?

sorry für den langen Text... danke an alle antwortenden 🙏

Gute nacht

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Diskussionsfrage Brennstoffzellen?

Hallöchen,

ich muss in Chemie (12. Klasse Abitur --> letztes Schuljahr) einen Vortrag über Brennstoffzellen halten. Ich werde hauptsächlich über die PEM-Brennstoffzelle reden und die anderen Arten kurz vorstellen. Ich gehe auf den Einsatz und die Vor- und Nachteile der Brennstoffzellen ein und auch natürlich die chemischen Reaktionen. Ich erzähle auch etwas über die Geschichte (weil viele ja denken, dass es Brennstoffzellen erst vor 5 Jahren gab aber die gab es tatsächlich schon seit dem 19. Jahrhundert).

Ich habe mein Vortrag schon fertig, aber am Ende des Vortrages müssen wir eine Diskussion durchführen. Dafür brauche ich natürlich eine Diskussionsfrage. Aber mir fallen nur "basic" Fragen ein, wie "Wird die Menschheit in Zukunft nur Brennstoffzellen verwenden?". Und bei solchen Fragen kann man nicht viel sagen und es wird halt keine schöne Diskussion.

Deswegen meine Frage: hättet ihr Ideen für Diskussionsfragen, die mit meinem Thema was zu tun haben, und wo man auch eine schöne Diskussion führen kann, wo jeder was sagen kann und die Klasse aktiv mitarbeitet?

Ich freue mich auf Eure Vorschläge.

Danke im Voraus :))))

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