Die Animation veranschaulicht die Funktionsweise einer RLC-Schaltung. Die Gesamtspannung, die Frequenz und die Nennwerte der elektronischen Bauteile sind interaktiv einstellbar.
Hinweis zur Benutzung
Die Fenster können wie bei allen Animationen durch einen Klick vergrößert oder verkleinert werden.
Nach dem Start der Anwendung können Sie die Animation im Vollbild-Modus anschauen. Klicken Sie dazu auf „Ansicht“ und anschließend auf „Vollbild“:
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Beschreibung der Animation
Die Buchstaben R, L und C beziehen sich auch auf die elektronischen Bauteile: Widerstand (R), Induktivität (L) und Kapazität (C). In der Animation können neben RLC-Schaltungen auch R-, L-, C-, LC-, RC- und RL-Schaltungen konfiguriert werden. Um ein Bauteil hinzuzufügen, aktivieren Sie eine der folgenden Checkboxen.
Im linken oberen Fenster ist die Schaltskizze zu sehen. Darunter befindet sich das Zeigerdiagramm. Im Zeigerdiagramm wird deutlich, wie sich die einzelnen Spannungsfälle geometrisch berechnen lassen.
Das Zeigerdiagramm bietet eine visuelle Darstellung der Phasenverschiebungen in der Schaltung. Das Kurvendiagramm rechts unten stellt den zeitlichen Verlauf der Teilspannungen dar.
Im Alltag begegnen uns RLC- und verwandte Schaltungen überall, meist unsichtbar: Smartphones nutzen LC-Filter in Empfangsmodulen, um störende Frequenzen auszublenden; WLAN-Router stabilisieren Signale über Resonanzkreise; Netzteile von Computern glätten Gleichspannung und unterdrücken Oberwellen; LED-Treiber und Dimmer stabilisieren Strom und Spannung, während Motorsteuerungen in Waschmaschinen und Klimaanlagen Phasenverschiebung zur Effizienzsteigerung nutzen. Kurz: RLC-Schaltungen sorgen für sauberen Stromfluss, klare Signale und gezielte Energieübertragung in nahezu allen modernen Geräten.
Physikalischer Hintergrund
Die Impedanz (Gesamtwiderstand) einer RLC-Reihenschaltung ergibt sich aus:
\[ Z = \sqrt{R^2 + (X_L – X_C)^2} \]
Die Blindwiderstände von Spule und Kondensator betragen:
\[ X_L = 2\pi f L \qquad X_C = \frac{1}{2\pi f C} \]
Bei der Resonanzfrequenz heben sich die Blindwiderstände auf (XL = XC), der Strom wird maximal und Spannung und Strom sind in Phase:
\[ f_0 = \frac{1}{2\pi\sqrt{LC}} \]
Format und Einsatz
Format: Ausführbares Programm für Windows und Mac. Download über Kontaktformular.
Einsatzzweck: Optimiert für den lehrergesteuerten Einsatz auf Großbildschirmen und Beamern. Verlustfrei skalierbar.
Im Browser: Eine interaktive Web-Version ist für den Einsatz direkt im Browser verfügbar.
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Web-Animationen
Überblick und Download
| Titel | RLC-Schaltungen |
| Zielgruppe | Lehrer/innen und Vortragende |
| Plattformen | Microsoft® Windows® Apple® Macintosh® (versionsabhängig) |
| Features | Vollbildmodus verlustfreie Vergrößerung Großbildschirme und Leinwände unterstützt |
| Lizenz | Freeware |
| Download | Kontakt |
Quellen
Technische Zeichnung in Anlehnung an Thomas Rösel: http://www.uni-muenster.de/EUREGIO-team/team/animationen/
Autorenwerkzeug (Steuerungselemente mitgeliefert): Adobe Animate
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