Bandpass 2. Ordnung - Physikalische Erklärung?

Lilli-91 · Anmeldungsdatum: 08.04.2014 Beiträge: 1

Meine Frage:
Hallo,

ich studiere im fünften Semester Physik und die E-Dynamik liegt schon eine Weile zurück. Jetzt hätte ich eine Frage zum Frequenzfilter, genauer gesagt dem Bandbass 2. Ordnung und der Bandsperre 2. Ordnung. Die mathematische Herleitung über die Formeln ist natürlich kein Problem, aber wie kann man sich das physikalisch vorstellen? Warum wird bei der Bandsperre gerade die Resonanzfrequenz gedämpft?

Meine Ideen:
Beim Hoch- und Tiefpass geht das ja recht gut anschaulich, aber beim Bandpass? Lässt in der Reihenschaltung erst die Spule alle niedrigen Frequenzen bis zu einer bestimmten durch und der Kondensator filtert die zu niedrigen raus? Aber wie würde dass dann bei der Parallelschaltung laufen?

Viele Grüße
Lilli

Steffen Bühler · Moderator Anmeldungsdatum: 13.01.2012 Beiträge: 7462

Willkommen im Physikerboard!

Stell Dir zunächst mal eine einzelne Spule an einer Wechselspannung vor. Was passiert? Es fließt ein Strom durch die Spule, der gegen die Spannung um 90° verschoben ist. Je höher die Frequenz, umso weniger Strom fließt, aber die Phasenverschiebung bleibt dieselbe.

Nun nimm einen Kondensator anstatt der Spule. Nun fließt ebenfalls ein Strom, der allerdings um -90° verschoben ist. Und je höher die Frequenz, umso mehr Strom fließt.

Nun schalten wir die beiden Bauteile parallel. Bei niedrigen Frequenzen fließt der Hauptstrom durch die Spule, bei hohen Frequenzen durch den Kondensator. Nun gibt es eine Frequenz, bei der diese beiden Teilströme exakt gleich groß sind. Sie haben aber nach wie vor 180° Phasenverschiebung gegeneinander! (Der eine hat ja +90°, der andere -90°.) Das heißt, dass insgesamt kein Strom fließt! Und da wie immer R=U/I gilt, ist der Widerstand hier unendlich, der Bandpass sperrt.

Nun in Reihe. Hier ist der Strom durch beide Bauteile zwangläufig derselbe, also müssen die Spannungen an ihnen zwanglsläufig entgegengesetzt sein. Und auch hier gibt's eine Frequenz (dieselbe wie oben), bei der sich dann die Spannungen aufheben. Und dann wird R=0 sein.

Viele Grüße
Steffen