Inhaltsverzeichnis
Versuchsdurchführung
a) Phasenverschiebung mit Analoginstrumenten zeigen
Die Anzeige der Strom- und Spannungsmessgeräte wird mit den zugehörigen Projektoren übereinander an der Wand dargestellt. Hierbei ist der Nullpunkt der Instrumente die Skalenmitte (Center-Zero).
Die Frequenz des Sinusgenerators wird auf 0,05Hz eingestellt, damit die Zeiger der Instrumente dem Momentanwert gut folgen können.
Kondensator
- Strom eilt Spannung um 90° voraus
Spule
- Strom läuft Spannung um 90° hinterher
- Man erkennt, dass die Phasenverschiebung aufgrund des Ohm´schen Innenwiderstands der Spule selbst nicht ganz 90° entspricht
Ohm´scher Widerstand
- Keine Phasenverschiebung zwischen Strom und Spannung
Hinweise für Assistenten
Geräte:
- HAMEG HM 8130 Funktionsgenerator (sonst ruckelnde Anzeige speziell für Kondensator)
Messgeräte:
- Multari 5L mit Projektoren
Messbereiche Strommessung:
- Kondensator: 0,06A
- Spule: 0,015A
- Widerstand: 0,015A
Messbereiche Spannungsmessung:
- Kondensator: 6V Gleichstrom
- Spule: 6V Gleichstrom
- Widerstand: 6V Gleichstrom
b) Induktiver-/Kapazitiver Widerstand
Die Anzeige des Messgerätes wird auf Effektivwert umgeschaltet. Es wird nun die Frequenz des Eingangssignals von 1-500Hz variiert und dabei die Stromanzeige beobachtet.
Kondensator
Da der Kapazitive Widerstand des Kondensators \(\left|{R_c}\right|=\frac{1}{\omega c}\) beträgt, nimmt der Strom für steigende Frequenzen zu.
Spule
Der kapazitive Widerstand der Spule ist gegeben durch \(R_L=\omega L\), weshalb der Strom für steigende Frequenzen immer mehr abnimmt.
Ohmscher Widerstand
Da der Ohmsche Widerstand keine Frequenzabhängigkeit aufweist, bleibt der Strom bei Variation der Frequenz konstant.
c) Messung am Oszilloskop
Die Phasenverschiebung zwischen Strom und Spannung aus Versuchsteil a) kann auch am Oszilloskop gezeigt werden.