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Elektromagnetische Schwingungen und Wellen

Erzeugung elektromagnetischer Wellen

Im Folgenden wird nochmals der elektrische Schwingkreis als die zentrale Baugruppe bei der Einkopplung einer Energiequelle und der Auskopplung der Energie für den Dipol dargestellt.

Die Abstrahlung des Hertz'schen Dipols

Der geschlossene, gedämpfte elektrische Schwingkreis wird durch einen periodischen Erreger mit Rückkopplungsschaltung zu erzwungenen Schwingungen angeregt. Wenn Erregerfrequenz und Eigenfrequenz des Schwingkreises annähernd gleich sind, sie sich also in Resonanz befinden, wird dem System über eine Wechselstromquelle optimal Energie zugeführt, um den Schwingkreisvorgang aufrechtzuerhalten. Die Eigenfrequenz des Schwingkreises hängt dabei von der Kapazität C des Kondensators und der Induktivität L der Spule ab.

Ganz analog verhält es sich nun beim Übergang zum offenen Dipol. Kapazität und Induktivität sind hier durch die geometrischen Abmessungen des Dipols gegeben und bestimmen die Eigenfrequenz des schwingenden Dipols. Der Schwingkreis mit seiner erzwungenen Schwingung wird an den Dipol angekoppelt. Resonanz liegt nunmehr auch hier vor, wenn die Erregerfrequenz des Schwingkreises und die Eigenfrequenz des Dipols annähernd gleich sind. Der Eigenfrequenz des Dipols entspricht eine Wellenlänge, die doppelt so lang wie der Dipol selbst ist. Auf diesem sogenannten λ 2 -Dipol bildet sich eine stehende Welle, die der Grundschwingung einer schwingenden Saite mit Knotenpunkten an den Enden und einem Schwingungsbauch in der Mitte ähnelt.

Abb.1
Schema der Erzeugung elektromagnetischer Wellen
Hinweis
Spezielle Schaltungen zur Ausstrahlung von elektromagnetischen Wellen mittels Dipol sind nicht Gegenstand dieser Lerneinheit. In der Lerneinheit Anwendungen elektromagnetischer Wellen wird anhand eines einfachen Rundfunksenders ein Beispiel für den Weg vom Schwingkreis zum Dipol im Detail skizziert.
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