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Schwingkreise und Hertzscher Dipol Quellen für elektromagnetische Strahlung in der Technik.

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Präsentation zum Thema: "Schwingkreise und Hertzscher Dipol Quellen für elektromagnetische Strahlung in der Technik."—  Präsentation transkript:

1 Schwingkreise und Hertzscher Dipol Quellen für elektromagnetische Strahlung in der Technik

2 Inhalt Elektrischer Schwingkreis Der Hertzsche Dipol

3 U c =U L Stromkreis aus Kondensator und Spule 1 0

4 Einheit 1 VoltSpule 1 VoltKondensator 1 Volt Schwingungs- gleichung 1 0,5 0 Volt Elektrischer Schwingkreis

5 1C Ansatz für die Funktion der Ladung 1 /s Kreisfrequenz der Schwingung Lösung der Schwingungsgleichung

6 Spannung im Zeigerdiagramm: Komponente y bei Drehung mit konstanter Winkelgeschwindigkeit y x

7 Geometrie und Eigenfrequenz Geometrische Eigenschaften –der Spule – des Kondensators Die Verkleinerung der Bauteile erhöht die Frequenz Generell gilt: Je kleiner der Oszillator, desto höher ist die Frequenz

8 Schwingkreis bei Verkleinerung der Bauteile

9 Mit abnehmender Größe der Bauteile verlagern sich immer größere Anteile des Feldes nach außen und breitet sich mit Lichtgeschwindigkeit in den Raum aus

10 Schwingkreis bei Verkleinerung der Bauteile

11 Hertzscher Dipol

12 Ein schwingendes magnetisches Felds erzeugt ein schwingendes elektrisches Feld Die Induktion ist unabhängig von Bauteilen: sie findet auch im Vakuum statt

13 Elektromagnetische Felder breiten sich unmittelbar nach ihrer Entstehung mit Lichtgeschwindigkeit in den ganzen Raum aus Zeitlich veränderliche elektrische Felder sind mit magnetischen Feldern verbunden Die Feldstärken stehen senkrecht zueinander Bei Sinusförmiger Anregung laufen die Felder als Wellen in den Raum Eigenschaften zeitlich veränderlicher elektromagnetischer Felder

14 Verlauf der elektrischen Feldstärke im Hertzschen Dipol in Raum und Zeit Zeichnung von Heinrich Hertz

15 Verlauf der elektrischen Feldstärke im Hertzschen Dipol

16 Energietransport in elektromagnetischen Wellen 1 W/m 2 Energiestromdichte im elektromagnetischen Feld 1 W Die gesamte abgestrahlte Energie wächst mit der vierten Potenz der Frequenz Der Poynting-Vektor

17 Zusammenfassung Der Hertzsche Dipol ist ein verkleinerter Schwingkreis aus Kapazität und Induktivität Bei Verkleinerung von Kapazität und Induktivität folgt: Die Frequenz nimmt zu Die Lokalisierung der Felder bei den Bauteilen nimmt ab, das Streufeld nimmt zu und verbreitet sich mit Lichtgeschwindigkeit in den Raum Auch im Vakuum induziert ein variables elektrisches Feld ein magnetisches und umgekehrt Bei Sinusförmiger Anregung laufen die Felder als Wellen in den Raum Feldstärken enthalten Energie, deshalb fließt auch die Energie mit Lichtgeschwindigkeit in den unendlichen Raum

18 Die Induktion ist unabhängig von Bauteilen: sie findet auch im Vakuum statt

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