Bauelemente im Wechselstromkreis

Trafo mit Jakobsleiter und Punktschweißen

Der Versuch zeigt zwei extreme Formen eines Transformatoraufbaus mit unterschiedlichen Anwendungen.

In der ersten Konfiguration hat die Sekundärspule eine deutlich höhere Windungszahl als die Primärspule, so dass die Spannung auf sehr hohe Werte transformiert wird. Sichtbar gemacht wird die entstehende Hochspannung durch die zwei aufgesteckten Hörnerelektroden (Jakobsleiter). Dabei wird ein Lichtbogen zwischen diesen Hörnerelektroden gezündet, der durch die Erwärmung der Luft entlang der Hörnerelektroden nach oben steigt und schließlich an deren oberem Ende abreißt.

Im zweiten Aufbau hat die Sekundärspule lediglich 5 Windungen, woraus ein Verhältnis der Windungszahlen von 5 Windungen : 500 Windungen = 1:100 resultiert. In einer solchen Konfiguration treten zwar nur niedrige Spannungen, dafür aber sehr hohe Ströme auf. Diese Ströme erlauben beispielsweise das Durchschmelzen eines Nagels oder das Punktschweißen zweier Metallplättchen.

Phasenverschiebung bei Kondensator und Spule

Bei einem Ohmschen Widerstand in einem Wechselstromkreis sind die Spannung, die am Widerstand anliegt und der Strom, der durch den Widerstand fließt, in Phase. Dies ist nicht bei allen Bauteilen der Fall. Bei einem Kondensator im Wechselstromkreis eilt der Strom der Spannung um eine Viertelperiode voraus. Bei einer idealen Spule hingegen hinkt der Strom der Spannung eine Viertelperiode hinterher. Diese Phasenverschiebung zwischen Strom und Spannung an Kondensator und Spule machen wir in diesem Versuch sichtbar.

RC-Glied als Hochpass und Tiefpass

Manchmal ist es in der Signalverarbeitung wichtig bestimmte Frequenzbereiche aus einem Signal herausfiltern zu können. Eine analoge Form dafür sind Hoch- und Tiefpass. Ein einfaches Schaltung besteht lediglich aus einem Widerstand und einem Kondensator, die so verschaltet werden, dass Schwinungen je nach Frequenzen stärker oder schwächer gedämpft werden.