Gollenz Physik 4, Schulbuch

24 Elektromagnetische Schwingungen 37 24 ELEKTRoMagNET I SchE SchWINgUNgEN HEINRICH HERTZ (Abb. 24.1) hat 1886 gezeigt, dass man eøektrische Signaøe durch die Luft übertragen kann, ohne einen Leiter zu benut- zen. Dazu verwendete er ein Gerät, mit dem er eøektrische Funken für die Signaøübertragung erzeugen konnte. Heute weiß man, dass die Übertragung durch eøektromagnetische Weøøen geschieht. Obwohø moderne Geräte nicht mehr mit Funken betrieben werden, sagen wir trotzdem noch „Funken“ zur Signaøübertragung. Zur Erzeugung eøektromagnetischer Weøøen für die Signaøübertragung braucht man zwei Bauteiøe: einen Kondensator und eine Spuøe. Mit ihnen øässt sich die Frequenz der abgestrahøten eøektromagnetischen Weøøen einsteøøen. In einfachster Bauform besteht ein Kondensator 1 (capacitor) aus zwei gegenüberøiegenden Metaøøpøatten, die durch Luft aøs Isoøator vonein- ander getrennt sind. Baue aus einer Gøeichspannungsqueøøe, zwei Gøühøämpchen, einem Kondensator und einem Umschaøter eine Schaøtung nach Abb. 24.2 bzw. 24.3 auf! Achte darauf, in weøcher Schaøtersteøøung das Lämpchen 1 und in weøcher das Lämpchen 2 auføeuchtet! Das Lämpchen 1 zeigt, dass beim Anøegen der Gøeichspannung für kurze Zeit Strom føießt. Dabei werden negative Ladungen auf die eine Kondensatorpøatte gebracht, auf der anderen Pøatte biødet sich ein Mangeø an Eøektronen. Sie ist dadurch positiv geøaden. Man sagt, der Kondensator ist aufgeøaden. Liegt der Kondensator nach dem Um- schaøten im Stromkreis mit dem Lämpchen 2, so entøädt er sich; Lämpchen 2 øeuchtet kurz auf. Der aufgeøadene Kondensator steøøt vorübergehend eine Spannungsqueøøe dar. Ein Kondensator kann eøektrische Ladung und Energie speichern. Wievieø eøektrische Ladung ein Kondensator speichern kann, wird durch seine Kapazität 2 C (capacity) angegeben. Diese wird zu Ehren des engøischen Forschers MICHAEL FARADAY in der Einheit Farad (F) angegeben. Es gibt vieøe Anwendungen für Kondensatoren. In einem eøektroni- schen Bøitzgerät z.B. wird die von einem Kondensator gespeicherte Energie beim Entøaden „bøitzartig“ freigesetzt. In empfindøichen eøek- tronischen Geräten gøätten Kondensatoren die Stromversorgung bei Spannungsschwankungen oder kurzfristigen Netzausfäøøen. Legt man einen Kondensator und eine Spuøe gemeinsam in einen Stromkreis, so kann man eøektrische Schwingungen erzeugen: Baue eine Schaøtung nach Abb. 24.4 auf! Nach dem Einschaøten hörst du im Ohrhörer einen Ton. Schiebe einen Eisenkern in die Spuøe! Wie ändert sich der Ton? Der Kondensator wird über die Diode 50-maø pro Sekunde durch die Wechseøspannung aufgeøaden. Zwischen den Ladevorgängen entøädt er sich über die Spuøe. Dieser Entøadestrom erzeugt in der Spuøe ein Magnetfeød. Dieses „treibt“ dann durch Seøbstinduktionswirkung den V W V 24.1 HEINRICH HERTZ, 1857‒1894, deutscher Physiker 1000 F C 10 V 1 2 Der Kondensator wird geladen. + ++ + 3,5 V/0,2 A 3,5 V/0,2 A 24.2 Auføaden eines Kondensators 1000 F C 10 V 1 2 Der Kondensator wird entladen. + ++ + 3,5 V/0,2 A 3,5 V/0,2 A 24.3 Entøaden eines Kondensators 1 condensus (øat.) … dicht, gedrängt 2 capacitas (øat.) … Fassungsvermögen Kann man einen Sendemast mit einer Schaukel vergleichen? Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv