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00:00:00.160 --> 00:00:03.440
Mein Name ist Marco Franke und ich bin Professor
für Grundlagen

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00:00:03.440 --> 00:00:10.200
der Elektrotechnik, Leistungselektronik und
elektrische Energiespeichersysteme

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00:00:12.000 --> 00:00:15.600
Ich habe heute hier einen Reihenschwingkreis
aufgebaut,

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00:00:16.400 --> 00:00:19.960
um die Effekte eines Reihenschwingkreises zu
erklären.

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00:00:21.360 --> 00:00:22.960
Ein Reihenschwingkreis

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00:00:22.960 --> 00:00:25.880
wird gespeist von einer Wechselspannungsquelle.

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00:00:25.880 --> 00:00:27.560
Kennt man von zu Hause.

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00:00:27.560 --> 00:00:32.400
Wir haben zu Hause 220 Volt Wechselspannung,
50 Hz.

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00:00:32.680 --> 00:00:34.720
Wechselspannungen kommen aber auch in anderen
elektrischen Geräten

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00:00:34.720 --> 00:00:37.920
wie zum Beispiel Handy, Fernseher, Radio, so
was vor.

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00:00:38.160 --> 00:00:42.000
Und da findet auch ein Reihenschwingkreis Anwendung.

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00:00:43.160 --> 00:00:44.680
Ein Reihenschwingkreis,

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00:00:44.680 --> 00:00:48.240
wie der Name schon sagt, sind drei Elemente,
die in Reihe geschalten sind.

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00:00:48.720 --> 00:00:53.080
Ein Widerstand, ein Kondensator und eine Spule.

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00:00:53.760 --> 00:00:55.440
Alle drei Elemente

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00:00:55.440 --> 00:01:01.000
werden von einer Wechselspannung gespeist und
es fließt ein gemeinsamer Strom da druch.

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00:01:01.000 --> 00:01:05.000
Jetzt ist es natürlich schwierig, solche elektrischen
Effekte sichtbar zu machen.

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00:01:06.000 --> 00:01:11.000
Man weiß zwar, dass Effekte irgendwie darstellbar
sind, bei einer Lampe

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00:01:11.000 --> 00:01:14.000
ist das natürlich recht einfach, aber in so
einem Reihenschwingkreis,

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00:01:14.000 --> 00:01:18.000
wo Energiespeicher drin sind, wir haben davon
zwei.

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00:01:18.000 --> 00:01:20.000
Einmal den Kondensator

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00:01:20.000 --> 00:01:23.000
wo die elektrische Energie im elektrischen
Feld gespeichert wird

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00:01:23.000 --> 00:01:27.000
und eine Induktivität, wo die elektrische
Energie

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00:01:27.000 --> 00:01:29.000
im magnetischen Feld gespeichert wird.

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00:01:29.000 --> 00:01:31.000
Ist das nicht so einfach.

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00:01:31.000 --> 00:01:34.000
Also habe ich uns ein Oszilloskop mitgebracht.

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00:01:35.000 --> 00:01:38.000
Ein Oszilloskop dient dazu, ein bestimmten
Spannungs

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00:01:38.000 --> 00:01:42.000
bzw Stromverläufe sichtbar zu machen.

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00:01:43.000 --> 00:01:44.000
Zum einen

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00:01:44.000 --> 00:01:48.000
habe ich hier die Spannung über dem Kondensator,

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00:01:48.000 --> 00:01:51.000
die wir hier als gelben Kurvenverlauf haben.

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00:01:52.000 --> 00:01:55.000
Als nächstes haben wir den Strom,

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00:01:56.000 --> 00:01:59.000
der durch die drei Elemente fließt.

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00:01:59.000 --> 00:02:03.000
Und als dritte Größe sehen wir die Spannung

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00:02:03.000 --> 00:02:06.000
über unserer Induktivität.

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00:02:07.000 --> 00:02:09.000
Jetzt gibt es besondere Effekte

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00:02:09.000 --> 00:02:13.000
bei einem Reihenschwingkreis, unter anderem
die Resonanzfrequenz.

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00:02:14.000 --> 00:02:19.000
Da die beiden Elemente, die Induktivität und
der Kondensator

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00:02:19.000 --> 00:02:24.000
Frequenz abhängige Widerstände sind, ändern
sich mit Frequenz ihre Größe.

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00:02:25.000 --> 00:02:28.000
Das heißt der Kondensator wird mit steigender
Frequenz

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00:02:28.000 --> 00:02:30.000
einen kleineren Widerstand einnehmen.

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00:02:30.000 --> 00:02:34.000
Die Induktivität mit größerer Frequenz einen
größeren Widerstand

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00:02:34.000 --> 00:02:37.000
nur in der Resonanzfrequenz haben beide

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00:02:37.000 --> 00:02:41.000
Elemente der Kondensator und die Induktivität
gleich

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00:02:41.000 --> 00:02:45.000
große Widerstandswerte und somit fallen

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00:02:45.000 --> 00:02:48.000
gleich große Spannungen ab.

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00:02:48.000 --> 00:02:49.000
Das einzige Element,

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00:02:49.000 --> 00:02:53.000
wo eine Wirkleistung umgesetzt wird,  ist der
Widerstand.

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00:02:54.000 --> 00:02:57.000
Da wird die Energie in Wärmeenergie umgesetzt.

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00:02:57.000 --> 00:03:02.000
Die anderen beiden Energiespeicher schaufeln
die Energie nur hin und her.

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00:03:02.000 --> 00:03:05.000
Das heißt, hier wird keine Wirkleistung umgesetzt.

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00:03:05.000 --> 00:03:09.000
Das wiederum bedeutet, dass ich eine viel höhere
Spannung

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00:03:09.000 --> 00:03:14.000
im Resonanzfall habe über den Elementen als
ich letztendlich einspeise.

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00:03:14.000 --> 00:03:19.000
In unserem Fall sehen Sie, wir haben den Stromkreis

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00:03:19.000 --> 00:03:23.000
mit einem Effektivwert von 1,1 Volt gespeist

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00:03:23.000 --> 00:03:26.000
und messen im Moment über dem Kondensator
eine Spannung.

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00:03:26.000 --> 00:03:30.000
Also ein effektiv Wert von 4,3 Volt, also eine
viel höhere Spannung,

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00:03:30.000 --> 00:03:32.000
als wir letztendlich einspeisen.

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00:03:32.000 --> 00:03:37.000
Aber dadurch, dass beide Spannungen um 180
Grad Phasen verschoben sind,

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00:03:37.000 --> 00:03:41.000
ist das nur ein Hin und Herschieben und es
ist keine Wirkleistung,

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00:03:41.000 --> 00:03:43.000
die genutzt werden kann.

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00:03:43.000 --> 00:03:44.000
Damit belasten wir unser Netz

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00:03:45.000 --> 00:03:47.000
bei Ihnen zu Hause.

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00:03:47.000 --> 00:03:52.000
Irgendwo machen wir eine einen negativen Effekt,
den wir nicht haben wollen.

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00:03:52.000 --> 00:03:55.000
Aber über solche Schwingkreise können wir
das gut darstellen.

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00:03:56.000 --> 00:03:59.000
Und somit ist eigentlich die reine Wirkleistung,

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00:03:59.000 --> 00:04:04.000
die auch in einem freien Schwingkreis nutzbar
ist, die über dem Widerstand.