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Wechselspannung sichtbar machen — Frequenz und Scheitelwert

Aus vier Kästchen auf dem Oszilloskop-Schirm lassen sich Netzfrequenz und Scheitelwert ablesen.

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Übungsaufgaben

Alle Übungen fortlaufend nummeriert — zuerst die interaktiven Übungen zum Klicken, Ziehen und Knobeln, danach die Rechen- und Textaufgaben. Jede Übung gibt dir sofort Rückmeldung; bei Schwierigkeiten helfen dir die gestuften Tipps.

A1
Was das Oszilloskop anzeigt
AFB I

Welche Aussagen über ein Oszilloskop-Schirmbild einer Wechselspannung stimmen?

Mehrere Antworten sind richtig. Markiere alle zutreffenden und klicke dann auf „Prüfen“.
Û ist stets der größere Wert (Û = Ueff · √2 ≈ 1,41 · Ueff), die Zeitablenkung wird in ms je Kästchen angegeben — Volt je Kästchen ist die Y-Ablenkung.
A2
Stimmt's? — Fünferserie
AFB I

Fünf Behauptungen rund um Periodendauer, Frequenz und Scheitelwert.

Fünf Aussagen nacheinander. Eine falsche Einschätzung reicht — dann startest du die Serie mit „Neue Runde“ neu.
Aussage 1 von 5

Periodendauer und Frequenz sind Kehrwerte voneinander, und der Scheitelwert ist immer um den Faktor √2 größer als der Effektivwert.
A3
Lückentext mit Wortbank
AFB I

Setze die Fachbegriffe an die richtige Stelle — ein Wort bleibt übrig.

Wort anklicken, dann Lücke anklicken (oder umgekehrt) — mit Tab und Enter geht es genauso. Ein Klick auf eine gefüllte Lücke legt das Wort zurück.

Auf dem Oszilloskop läuft waagerecht die . Die Breite einer vollständigen Schwingung ist die ; ihr Kehrwert ist die . Senkrecht misst man vom Nullstrich bis zum höchsten Punkt den ; geteilt durch √2 ergibt sich der .

Der Widerstand lässt sich am Oszilloskop-Schirmbild nicht ablesen — dort stehen nur Spannung und Zeit.
A4
Waagerecht, senkrecht oder gerechnet?
AFB I

Sortiere: Was gehört zur waagerechten Achse, was zur senkrechten, und was ergibt sich erst durch eine Rechnung?

Ziehe jede Karte in den passenden Korb — oder wähle sie mit Enter aus und drücke dann die Ziffer des Korbs (0 legt sie zurück).
1Zeitablenkung
2Y-Ablenkung
3erst durch Rechnen
Direkt ablesen lassen sich nur Kästchen und Einstellungen; Frequenz und Effektivwert entstehen erst durch f = 1/T bzw. Ueff = Û : √2.
A5
Blitzrechnung
AFB I

Auf dem Schirm umfasst eine vollständige Periode 4 Kästchen, die Zeitablenkung steht auf 5 ms je Kästchen. Wie groß ist die Frequenz in Hz?

Rechne selbst und trage das Ergebnis ein — Enter prüft direkt.
T = 4 · 5 ms = 20 ms = 0,020 s, also f = 1 : 0,020 s = 50 Hz — Merkhilfe: 20 ms und 50 Hz sind das Netz-Paar.
A6
Vom Schirmbild zur Frequenz
AFB II

Bringe die Arbeitsschritte in die Reihenfolge, in der man aus einem Schirmbild die Frequenz bestimmt.

Ziehe die Karten in die richtige Reihenfolge — mit der Tastatur: ↑/↓ verschiebt, Shift+↑/↓ wechselt nur den Fokus.
1Zeitablenkung ablesen: 5 ms je Kästchen
2Kästchen einer vollen Periode auszählen: 4 Kästchen
3Periodendauer berechnen: T = 4 · 5 ms = 20 ms
4Periodendauer in Sekunden umrechnen: T = 0,020 s
5Frequenz berechnen: f = 1 : 0,020 s = 50 Hz
Am häufigsten wird das Umrechnen in Sekunden übersprungen — dann steht statt 50 Hz eine 0,05 auf dem Blatt.
A7
Rechenkette
AFB II

Ein Oszilloskop ist auf 2,5 ms je Kästchen und 50 V je Kästchen eingestellt. Eine vollständige Periode ist 8 Kästchen breit, der höchste Punkt liegt 3 Kästchen über dem Nullstrich.

Rechne die Kette Schritt für Schritt: Erst wenn ein Schritt stimmt, wird der nächste freigeschaltet. Enter prüft.
  1. Periodendauer T ms
  2. Frequenz f Hz
  3. Scheitelwert Û V
  4. Effektivwert Ueff (Û geteilt durch √2) V
Aus zwei Einstellungen und zwei Kästchenzahlen folgen alle vier Größen — das ist genau der Weg, den man auch beim Netz geht.
A8
Periodendauer und Frequenz
AFB II

Verbinde jede Periodendauer mit der zugehörigen Frequenz.

Klicke links einen Eintrag an und dann rechts den passenden — es entsteht eine Verbindungslinie. Mit der Tastatur: Enter zum Auswählen, ↑/↓ zum Wandern.
Rechne im Kopf mit 1000 : T(in ms) — aus 20 ms wird so sofort 50 Hz.
A9
Fehlersuche im Schulheft
AFB II

Sechs Sätze aus einem Schulheft — drei davon sind falsch. Finde sie.

In diesem Text stecken Fehler. Klicke genau die falschen Zeilen an — die richtigen musst du stehen lassen.
Am häufigsten wird durch √2 geteilt statt multipliziert — merke: der Scheitelwert ist der größere Wert.
A10
Was macht die Periodendauer?
AFB III

An einem Funktionsgenerator werden Einstellungen verändert. Schätze für jede Zeile ein, was mit der Periodendauer T passiert — ohne zu rechnen.

Wähle für jede Zeile eine Stufe: 1 = viertelt sich, 2 = halbiert sich, 3 = bleibt gleich, 4 = verdoppelt sich, 5 = vervierfacht sich. Mit der Tastatur: Tab zur Zeile, ←/→ zwischen den Stufen, Enter setzt.
1 = viertelt sich5 = vervierfacht sich
Die Y-Ablenkung wird von 50 V auf 100 V je Kästchen umgestellt.
Die Frequenz wird von 200 Hz auf 50 Hz gesenkt.
Die Frequenz wird von 50 Hz auf 100 Hz erhöht.
Die Frequenz wird von 50 Hz auf 200 Hz erhöht.
Die Frequenz wird halbiert, der Scheitelwert bleibt gleich.
T und f sind Kehrwerte: jede Änderung der Frequenz kehrt sich in der Periodendauer um, während die Y-Ablenkung die Zeitachse gar nicht berührt.