LC-Schwingkreis
Eine Spule und ein Kondensator, miteinander verbunden, tauschen unbegrenzt Energie hin und her, und diese Simulation zeigt diesen Austausch, während er geschieht. Ladung schwappt zwischen den Kondensatorplatten, während der Strom in der Spule aufgebaut und wieder abgebaut wird, und das Balkendiagramm verfolgt, wo die Energie in jedem Augenblick steckt.
So benutzt du diese Simulation
- Stellen Sie die Kapazität C und die Induktivität L ein
- Legen Sie die Anfangsladung des Kondensators fest
- Fügen Sie Widerstand hinzu, um die Schwingung abklingen zu sehen
Worauf du achten solltest
- Der Strom ist genau dann maximal, wenn die Kondensatorspannung null ist, und umgekehrt — sie sind eine Viertelperiode versetzt
- Die Gesamtenergie bleibt konstant, solange kein Widerstand vorhanden ist
- L oder C zu erhöhen verlängert die Periodendauer gemäß der Wurzelbeziehung
Die Physik dahinter
Die Energie wechselt zwischen dem elektrischen Feld des Kondensators, ½CV², und dem magnetischen Feld der Spule, ½LI². Der Kreis schwingt mit seiner Eigenfrequenz f = 1/(2π√(LC)), dem unmittelbaren elektrischen Gegenstück einer an einer Feder schwingenden Masse, wobei L die Rolle der Masse und 1/C die der Federkonstante spielt.