Transformator und Rückkopplung


Ein Transformator besteht aus einer Feldspule (Primärspule) und einer Induktionsspule (Sekundärspule) auf einem gemeinsamen Eisenkern.
Seine Urform war der Faradaysche Ring:



Öffnet und schließt man den Schalter, dann schlägt die Magnetnadel aus:
Infolge des Schließens von Stromkreis A wird im gemeinsamen Eisenkern ein sich änderndes Magnetfeld aufgebaut. Diese Magnetfeldänderung erzeugt in der Spule B ein elektrisches Feld, das in einem dort befindlichen Leiter die Elektronen verschiebt, d. h. einen Strom induziert.
Legt man nun eine Wechselspannung an die Primärspule, dann wird durch die dauernde Magnetfeldänderung, die der Wechselstrom hervorruft, in der Sekndärspule ebenfalls ein Wechselstrom induziert.

Dies wird im nächsten Experiment - ein 3 Hertz-Generator, der langsame Schwingungen durch Rückkopplung erzeugt - ausgenutzt.



Die im Schwingkreis erzeugten Schwingungen sind gedämpft (kleiner werdende Amplitude), wenn der Kondensator nicht immer wieder neu aufgeladen wird.. Nur bei regelmäßiger (periodischer) Energietzufuhr im jeweils geeigneten Moment kann eine ungedämpfte (gleich bleibende Amplitude) Schwingung erzeugt werden: Der Kondensator muss also periodisch neu aufgeladen werden. Dies geschieht hier durch Rückkopplung:
Die im Schwingkreis erzeugten Schwingungen erzeugen in der Sekundärspule des Transformators einen Induktionsstrom in wechselnder Richtung, der die Basis des Trnasistors periodisch öffnet und schließt. Über die C-E-Strecke von T kann daher der Kondensator periodisch "nachgeladen" werden und die Schwingung bleibt ungedämpft. Wir haben also einen Generator für langsame Schwingungen aufgebaut.

Der nächste Versuchsaufbau stellt einen 30-MHz-Sender dar. Wieder ein Experiment mit Rückkopplung jedoch ohne Beteiligung der Transistorbasis an der Schwingung.


Wechselströme, die über den oberen 10k-Widerstand an die Basis gelangen könnten, werden über den 2,2nF-Kondensator mit dem Pluspol der Betriebsspannung kurz geschlossen (Der 2,2nF-Kondensator überbrückt die unteren 10k bzgl. Wechselstrom ). Der Transistor (Achtung: wieder ein pnp-Transistor, dessen Basis Elektronenstrom braucht und zu öffnen!) ist also dauernd durchlässig.
Der im Schwingkreis erzeugte Wechselstrom bewirkt bei Hochfrequenz (nicht aber bei Niederfrequenz!), dass die CE-Strecke von T einen hohen Wechselstromwiderstand aufweist. Der für hohe Frequenzen gut durchlässige 60pF-Kondensator führt den Wechselstrom aus dem Schwingkreis zurück an den Emitter von T (Rückkopplung), wo er dem CE-Gleichstrom überlagert wird und diesen im Rhythmus der Schwingung verstärkt bzw. schwächt und auf diese Weise dem Schwingkreis im gewünschten Rhythmus periodisch die zur Aufrechterhaltung einer ungedämpften Schwingung notwendige Energie zuführt.



Link ins Internet:

Faradaysches Induktionsgesetz