URM: LC-Schwingkreis mit Soundkarte
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LC-Schwingkreis mit der Soundkarte

Der Spannungsteiler zum Anschluss der Soundkarte ist in einen Steckbaustein eingebaut.

Die Soundkarte arbeitet mit Frequenzen im Hörbereich (bis 20 kHz) und eignet sich daher zur Strom- und Spannungsmessung in LC-Kreisen, die - aufgebaut mit Schülerübungsmaterial - Frequenzen von 500 Hz bis 5 kHz aufweisen. Die Idee dazu stammt vom Bildungsserver BW.

Messung mit alternativen Systemen: # Cassy # DSO nano # ti LabCradle #

Die Spannungs- (und/oder Strom-) -signale werden mittels Audiosoftware aufgenommen und dargestellt. Hier im Bild mit Audacity für eine einfache, zweifache und dreifache Kapazität (links). Rechts: Gleichzeitige Messung von U und I über Soundkartem mit Stereoeingang (wird im Folgenden nicht beschrieben, da insbesondere Laptops oft nur Mono haben.)

(Zum Vergrößern anklicken)

Die Spannung am Kondensator bei C = 1 µF, 2 µF und 3 µF
Stereo-Messung: Das Signal für die Stärke des Ladungsflusses I ergibt sich über U = R ⋅ I aus dem Spannungsabfall an einem zusätzlichen Widerstand R im Schwingkreis

Aufbau mit Leybold STE-Bausteinen

Der Schwingkreis (Spule 1000 W. mit Kern, C = n ⋅ 1 µF) wird komplett mit Schülerübungsmaterial aufbauen (hier: Leybold STE). Der hier aus Einzelteilen zusammengesetzte Spannungsteiler lässt sich leicht in einen Leerbaustein integrieren.

eigner Baustein

Links der 4,7-kOhm-Widerstand, rechts 95,3 kOhm, so dass ca. 1/20 der Kondensatorspannung an der Soundkarte anliegen (Ziel: < 1V).

Baustein zum Soundkartenanschluss

Für den Unterrichtseinsatz kann die Verwendung eines fertigen Spannungsteilerbausteins von Vorteil sein.

Material:

Artikel Anzahl Firma Preis
Leergehäuse 19mm 1 Leybold 57692 3,50
Widerstand 4,7 kOhm 1 Reichelt METALL 4,70K 0,05
Widerstand 95,4 kOhm 1 Reichelt METALL 95,3K 0,05
Klinkenstecker 3,5 mm 1 Reichelt KS 35 0,08
Doppellitze 1m Traudl-Riess 0,20
Summe (2008)     ~4 Euro
       
       
       

Montagefotos

Klinkenstecker
Einbau in Leybolds STE-Leerbaustein 57692

 

Aufbau auf Holzbrett

Der zum Kondensator parallel geschaltete Gesamtwiderstand sollte >=100 kOhm sein, damit sich der Kondensator nicht auf diesem Wege entlädt. Die Spannungsteilung für die Soundkarte ist geräteabhängig und abhängig von der Ladespannung des Kondensators, die Eingangsspannung sollte 1V aber nicht wesentlich überschreiten.

 

 


 

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