Elektromagnetischer Schwingkreis

In dieser Simulation geht es um einen elektromagnetischen Schwingkreis, bestehend aus einem Kondensator (Mitte) und einer Spule (rechts). Nach Betätigung des "Reset"-Buttons werden die Platten des Kondensators aufgeladen, und zwar die obere Platte positiv, die untere negativ. Sobald man mit der Maus auf den Startknopf klickt, wird durch Umlegen des Schalters die Schwingung in Gang gesetzt. Derselbe Button gestattet es, die Simulation zu unterbrechen und wieder fortzusetzen. In den zwei Optionsfeldern darunter kann man zwischen 10- und 100-facher Zeitlupe wählen. Mit Hilfe der vier Textfelder lassen sich die Werte für die Kapazität des Kondensators (100 μF bis 1000 μF), die Induktivität (1 H bis 10 H) und den Widerstand (0 Ω bis 1000 Ω) der Spule sowie für die Batteriespannung variieren.

Im Schaltbild sind das elektrische Feld des Kondensators (rot) und das magnetische Feld der Spule (blau) durch Feldlinien angedeutet. Dabei ist die Dichte der Feldlinien ein Maß für die Stärke des jeweiligen Feldes. Zusätzlich sind die Ladungsvorzeichen der beiden Kondensatorplatten und Pfeile für die (technische) Stromrichtung zu sehen.

Unten links zeigt eine Digitaluhr die seit Beginn der Schwingung vergangene Zeit an; darunter ist die Schwingungsdauer angegeben. Rechts unten ist - abhängig von den beiden Radiobuttons im unteren Teil der Schaltfläche - entweder ein Diagramm zum zeitlichen Verlauf von Spannung U (blau) und Stromstärke I (rot) zu sehen oder ein Balkendiagramm, das die Energieumwandlungen darstellt.

Der mathematische Anhang enthält Formeln für die Berechnung von Spannung, Ladung und Stromstärke zu einem beliebigen Zeitpunkt.

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Herzlichen Dank an Herrn Teun Koops für seinen Verbesserungsvorschlag!