Elektrische Schwingungen und Wellen

Zusammenfassung

Der umfangreiche Abschnitt Elektrizitätslehre und Magnetismus hatte begonnen mit dem Elektrokardiogramm und geendet mit dem Wechselstromwiderstand einer Spule, zwei Themen, die enger beieinanderliegen, als man auf dem ersten Blick vermuten mag. Für den Elektrokardiographen ist das Herz eine Spannungsquelle, die zahlreiche sinusförmige Wechselspannungen unterschiedlicher Frequenz und Amplitude, einander überlagert, gleichzeitig abgibt. Der Kardiograph selber ist ein Verstärker mit Transistoren, Widerständen und Kondensatoren, der — je nach Konstruktion — spätestens in einer seinen Schreibstift bewewegenden Spule auch eine Induktivität besitzt. Tatsächlich wirkt er als Tiefpaß mit einer Grenzfrequenz in der Gegend von 1 kHz (dies allerdings nicht wegen der Selbstinduktion, sondern wegen der mechanischen Trägheit seines Schreibsystems). In seinem Registrierbereich darf er keine Frequenz bevorzugen oder vernachlässigen, denn sonst verzerrte er ja das EKG — seine Konstrukteure müssen darauf achten. Damit bekommt das Wechselstromverhalten verschiedener Schaltelemente, wie Spulen und Kondensatoren und ihrer Kombinationen, eine eminent praktische Bedeutung in der modernen elektronischen Meßtechnik, wie sie auch in Kliniken und Arztpraxen eingesetzt wird; es führt aber auch zu einigen grundsätzlichen physikalischen Erkenntnissen. Das letzte Kapitel hatte geendet mit der Frage: Was geschieht, wenn man einen Kondensator, eine Spule und einen Ohmschen Widerstand in Reihe an eine Wechselspannungsquelle variabler Frequenz anschließt? Eines kann man auf Anhieb sagen: Die Impedanz Z, d.h. der Wechselstromwiderstand dieser Serienschaltung (Abb. 6.01) ist bei hohen Frequenzen sehr groß, weil die Induktivität der Spule keinen Strom hindurchläßt, und bei kleinen Frequenzen ebenfalls, weil die Kapazität sperrt. Dazwischen muß Z notwendigerweise ein Minimum haben.