her mit den physikaufgaben
1.0
Im Innern einer langgestreckten leeren Feldspule mit der Windungsdichte 3,5*10^3 m^(-1) befindet sich eine kurze Induktionsspule. Sie hat 50 Windungen und eine Querschnittsfläche von 20cm².Die Achsen beider Spulen sind parallel. Durch die Feldspule fließt ein Wechselstrom, der der Gleichung I(t) = Im *cos*omega*t genügt. Die Frequenz f wird im Bereich 0Hz < f =< 8,5*10^2Hz variiert, die Effektivstromstärke Ieff im Bereich 0A < Ieff =< 2,0A.
Die an den Enden der Induktionsspule gemessene Induktionsspannung hat den Scheitelwert Um. Um die Abhängigkeit dieser Induktionsspannung Um von der Effektivstromstärke Ieff und von der Frequenz f zu bestimmen, wurde folgende Messreihe aufgenommen:
1: Ieff = 0,5 A ; f = 6,0*10^(-2) Hz ; Um = 1,1V
2: Ieff = 1,0 A ; f = 6,0*10^(-2) Hz ; Um = 2,3V
3: Ieff = 1,5 A ; f = 6,0*10^(-2) Hz ; Um = 3,6V
4: Ieff = 2,0 A ; f = 6,0*10^(-2) Hz ; Um = 4,6V
5: Ieff = 1,0 A ; f = 2,0*10^(-2) Hz ; Um = 0,75V
6: Ieff = 1,0 A ; f = 4,1*10^(-2) Hz ; Um = 1,6V
7: Ieff = 1,0 A ; f = 8,5*10^(-2) Hz ; Um = 3,3V
1.1.1
Fertigen Sie eine beschriftete Schaltskizze des Versuchsaufbaus zur Messung von Ieff, f und Um mit allen notwendigen Geräten an.
1.1.2
Geben Sie eine Erklärung für das Auftreten der Spannung an den Enden der Induktionsspule
1.2.1
Ermitteln Sie die Abhängigkeit der induzierten Scheitelspannung Um von der Effektivstromstärke Ieff und von der Frequenz f des Feldspulenstromes durch rechnerische Auswertung der Messreihe von 1.0
1.2.2
Fassen Sie die beiden Beziehungen zu einer Gleichung zusammen und berechnen Sie die Proportionalitätskonstante k aus der Messung Nr.2
1.3
Leiten Sie die Gleichung für die zeitliche Abhängigkeit der Induktionsspannung Ui(t) unter Verwendung der in 1.0 gegebenen Größen allgemein her.
1.4
Veranschaulichen Sie in einem Diagramm qualitativ den zeitlichen Verlauf der Stromstärke I(t) in der Feldspule und der Induktionsspannung Ui(t) für eine Periodendauer. Begründen Sie: In den Zeitpunkten, in denen die Stromstärke in der Feldspule gerade den Wert Null annimmt, ist die Spannung Ui(t) dem Betrage nach maximal.
1.5.1
Ermittel Sie mit Hilfe der in 1.3 hergeleiteten Gleichung einen allgemeinen Ausdruck zur Berechnung der Proportionalitätskonstanten k. Berechnen Sie daraus den theoretischen Wert von k unter Verwendung der in 1.0 gegebenen Daten.
1.5.2
Wie groß ist die relative Abweichung des in 1.2.2 durch Messung bestimmten Wertes für k vom theoretischen Wert?
1.6
Die Achse der Induktionsspule ist nun um den Winkel alpha gegen die Achse der Feldspule gedreht. Wie ändert sich die Induktionsspannung im Vergleich zur achsenparallelesn Anordnung, wenn
a) alpha = 45°
b) alpha = 180° ist?
Boah ich hab da echt keinen Plan
Wär super, wenn du mir helfen könntest!