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==Leere Seite==
 
 
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==Übersicht: Energiezufuhr und Abgabe bei Schwingungen==
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==Praktikum: Messen der Leistung==
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Je nach der Art der Energiezufuhr oder des Verlustes kann man Schwingungen in verschiedene Kategorien einteilen:
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====Material====
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====Energieabgabe====
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[[Datei:Praktikum Leistung.jpg|thumb|right|300px]]
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* 1 Steckbrett mit ca. 10 Verbindungssteckern
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|valign="top"|
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* 1 Flachbatterie 4,5V
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;gedämpfte und ungedämpfte Schwingungen
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* 2 Kabel mit 2 Klemmen
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:Gedämpfte Schwingungen verlieren Energie an die Umgebung, dabei nimmt die Amplitude ab. Bei allen realen mechanischen Schwingungen tritt Reibung auf, weshalb alle Schwingungen auch mehr oder weniger stark gedämpft sind.
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* 2 Lämpchen mit Fassungen
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* 2 Multimeter mit je 2 Kabeln
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[[Datei:Schwingungen_schematisch_nach_Energiezufuhr_gedämpft.png|thumb|none|350px|Energieflußdiagramm einer freien, gedämpften Schwingung.]]
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|valign="top"|
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:Ungedämpfte Schwingungen ohne Energieabgabe gibt es in Reinform nur als abstrakte Idee, da es eine reibungslose Bewegung nicht gibt. Nur durch ständige Energiezufuhr kann erreicht werden, dass die Energiemenge der Schwingung, und somit auch die Amplitude, konstant bleibt.
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[[Datei:Schwingungen_schematisch_nach_Energiezufuhr_ungedämpft.png|thumb|none|350px|Energieflußdiagramm einer freien, ungedämpften Schwingung.]]
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====Arbeitsauftrag====
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*Messt in den verschiedenen Schaltungen wieviel Watt Leistung (P) (oder Energiestromstärke) die Batterie und die Lämpchen haben.
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#Dazu sollt ihr in allen Stromkreisen die verschiedenen Potentiale messen und farbig in die Schaltpläne einzeichnen. Der Minuspol der Batterie soll die Erde sein, also auf 0 Volt liegen. Aus den Potentialen könnt ihr die Spannung U (Potentialunterschied) in Volt an den Bauteilen berechnen.
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====Energiezufuhr====
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#Dann müßt ihr die Stromstärken an allen Bauteilen messen und in den Schaltplan eintragen.
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#Aus Spannung und Stromstärke könnt ihr die Leistung der Bauteile berechnen.
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|valign="top"|
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#Versucht die Versuchsergebnisse logisch zu erklären und schreibt eure Begründung auf.
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; freie Schwingungen
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: Bei einer freien Schwingung wird von Außen gar keine Energie zugeführt. Man beeinflußt die Schwingung nicht.
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====Schaltungen====
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:[[Datei:Praktikum_Leistungsmessung_Schaltpläne.png|600px]]
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|valign="top"|
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; erzwungene und angeregte Schwingungen
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:'''a)''' Ein Lämpchen an der Batterie angeschlossen.
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: Bei einer erzwungenen Schwingung wird durch eine periodische Anregung die Frequenz der Schwingung festgelegt. Je nachdem wie gut die Anregungsfrequenz "paßt", nimmt die Schwingung mehr oder weniger Energie auf.
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:Beispiele sind Vibrationen beim Auto, die bei bestimmten Geschwindigkeiten auftreten.
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              | Batterie | Lämpchen |
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Spannung U    |          |          |
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[[Datei:Schwingungen_schematisch_nach_Energiezufuhr_erzwungen.png|thumb|none|350px|Energieflußdiagramm einer erzwungenen, gedämpften Schwingung.]]
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Stromstärke I |          |          |
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|valign="top"|
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:Erfolgt die Energiezufuhr in der Eigenfrequenz, spricht man von einer angeregten Schwingung. Eine angeregte Schwingung ist also einer erzwungene Schwingung in der "passenden" Frequenz.
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Leistung P    |          |          |
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:Durch die Energiezufuhr wird die Dämpfung quasi aufgehoben, aber die Frequenz nicht vorgegeben. Die Schwingung verhält sich wie eine freie, ungedämpfte Schwingung.
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              |          |          |
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:Beispiele sind Kinderschaukeln, die Unruhe oder das Pendel einer mechanischen Uhr und der Schwingquarz bei einer Quarzuhr.
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:'''b)''' Zwei Lämpchen parallel geschaltet.
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[[Datei:Schwingungen_schematisch_nach_Energiezufuhr_angeregt.png|thumb|none|350px|Energieflußdiagramm einer angeregten, gedämpften Schwingung.]]
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|-
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              | Batterie | Lämpchen 1 | Lämpchen 2 |
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|valign="top"|
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Spannung U    |          |            |            |
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; selbsterregte Schwingungen: So bezeichnet man angeregte Schwingungen, bei denen die Steuerung der Energiezufuhr durch das vorgegebene System selbst geschieht.
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:Beispiele sind die Selbsterregung von im Wind wackelnden Blättern ("Espenlaub"), das Streichen einer Violinsaite mit dem Bogen oder die menschliche Stimme. Eine Uhr als Ganzes führt auch eine selbsterregte Schwingung durch, denn das Uhrwerk steuert selbst die Energiezufuhr.
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Stromstärke I |          |            |            |
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[[Datei:Schwingungen_schematisch_nach_Energiezufuhr_selbsterregt.png|thumb|none|350px|Energieflußdiagramm einer selbsterregten, gedämpften Schwingung.]]
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Leistung P    |          |            |            |
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|}
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:'''c)''' Zwei Lämpchen in Reihe geschaltet.
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              | Batterie | Lämpchen 1 | Lämpchen 2 |
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Spannung U    |         |           |           |
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              |          |            |            |
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Stromstärke I |          |            |            |
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              |          |            |            |
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Leistung P    |          |            |            |
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Aktuelle Version vom 22. Juli 2026, 10:39 Uhr

Praktikum: Messen der Leistung

Material

Praktikum Leistung.jpg
  • 1 Steckbrett mit ca. 10 Verbindungssteckern
  • 1 Flachbatterie 4,5V
  • 2 Kabel mit 2 Klemmen
  • 2 Lämpchen mit Fassungen
  • 2 Multimeter mit je 2 Kabeln

Arbeitsauftrag

  • Messt in den verschiedenen Schaltungen wieviel Watt Leistung (P) (oder Energiestromstärke) die Batterie und die Lämpchen haben.
  1. Dazu sollt ihr in allen Stromkreisen die verschiedenen Potentiale messen und farbig in die Schaltpläne einzeichnen. Der Minuspol der Batterie soll die Erde sein, also auf 0 Volt liegen. Aus den Potentialen könnt ihr die Spannung U (Potentialunterschied) in Volt an den Bauteilen berechnen.
  2. Dann müßt ihr die Stromstärken an allen Bauteilen messen und in den Schaltplan eintragen.
  3. Aus Spannung und Stromstärke könnt ihr die Leistung der Bauteile berechnen.
  4. Versucht die Versuchsergebnisse logisch zu erklären und schreibt eure Begründung auf.

Schaltungen

Praktikum Leistungsmessung Schaltpläne.png
a) Ein Lämpchen an der Batterie angeschlossen. 
              | Batterie | Lämpchen |
Spannung U    |          |          |
              |          |          |
Stromstärke I |          |          |
              |          |          |
Leistung P    |          |          |
              |          |          |
b) Zwei Lämpchen parallel geschaltet. 
              | Batterie | Lämpchen 1 | Lämpchen 2 |
Spannung U    |          |            |            |
              |          |            |            |
Stromstärke I |          |            |            |
              |          |            |            |
Leistung P    |          |            |            |
              |          |            |            |
c) Zwei Lämpchen in Reihe geschaltet. 
              | Batterie | Lämpchen 1 | Lämpchen 2 |
Spannung U    |          |            |            |
              |          |            |            |
Stromstärke I |          |            |            |
              |          |            |            |
Leistung P    |          |            |            |
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