Question 1

Was ist elektrische Resonanz in einem RLC-Stromkreis?

Accepted Answer

Resonanz tritt auf, wenn sich induktiver und kapazitiver Blindwiderstand exakt aufheben, sodass die Impedanz des Stromkreises nur noch dem ohmschen Widerstand R entspricht. Der von einer Wechselstromquelle angetriebene Strom erreicht dann seinen Maximalwert.

Question 2

Wie lautet die Formel für die Resonanzfrequenz?

Accepted Answer

Die Resonanz-Kreisfrequenz ist ω0 = 1/√(LC), was eine Resonanzfrequenz f0 = 1/(2π√LC) ergibt. Sie hängt nur von der Induktivität L und der Kapazität C ab, nicht vom Widerstand.

Question 3

Wie wird die Impedanz eines Serien-RLC-Stromkreises berechnet?

Accepted Answer

Die Impedanz ist Z = √(R² + (ωL − 1/(ωC))²). Der Term ωL ist der induktive Blindwiderstand und 1/(ωC) der kapazitive Blindwiderstand; ihre Differenz ist der Nettoblindwiderstand.

Question 4

Was ist der Gütefaktor Q?

Accepted Answer

Der Gütefaktor Q = ω0·L/R misst, wie scharf die Resonanzspitze ist. Ein hoher Q-Wert bedeutet geringen Widerstand, eine schmale Bandbreite und eine hohe, selektive Resonanzkurve.

Question 5

Warum erreicht der Strom bei Resonanz sein Maximum?

Accepted Answer

Da sich induktiver und kapazitiver Blindwiderstand aufheben, sinkt die Impedanz auf ihren Minimalwert R. Da die Stromamplitude I = V/Z ist, erzeugt minimale Impedanz maximalen Strom.

Question 6

Was geschieht mit der Phase bei Resonanz?

Accepted Answer

Bei Resonanz sind Spannung und Strom in Phase (Phasenwinkel φ = 0). Unterhalb der Resonanz wirkt der Stromkreis kapazitiv (Strom eilt voraus); oberhalb wirkt er induktiv (Strom hinkt hinterher).

Question 7

Wie beeinflusst der Widerstand die Resonanzkurve?

Accepted Answer

Ein höherer Widerstand senkt und verbreitert die Resonanzspitze (niedriges Q), während ein niedrigerer Widerstand eine höhere, schärfere Spitze erzeugt (hohes Q). Der Widerstand bestimmt die Bandbreite Δf = f0/Q.

Question 8

Wie wird das bei der Radioabstimmung genutzt?

Accepted Answer

Ein abgestimmter RLC-Stromkreis reagiert stark nur auf Signale nahe seiner Resonanzfrequenz. Durch Verändern von C (oder L) verschiebt sich f0, sodass der Empfänger einen Sender auswählt und andere unterdrückt.

Question 9

Wie groß ist die Bandbreite eines RLC-Resonators?

Accepted Answer

Die Bandbreite ist der Frequenzbereich zwischen den Halbleistungspunkten (−3 dB), an denen der Strom auf 1/√2 seines Spitzenwerts abfällt. Sie beträgt Δf = f0/Q = R/(2πL).

Question 10

Was ist ein Phasordiagramm?

Accepted Answer

Ein Phasordiagramm stellt die Wechselspannungen an R, L und C als rotierende Vektoren dar. Die Addition der Phasoren zeigt die Gesamtspannung und die Phasendifferenz zwischen Spannung und Strom.

📻 RLC-Resonanz — Angetriebener elektrischer Oszillator

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