Der Praktikumversuch

Im Versuch sollen Sie freie, gedämpfte und erzwungene Drehschwingungen an einem harmonischen Oszillator (Pohlsches Rad) untersuchen.

Die theoretischen Grundlagen sind die der Drehschwingungen, die wir im letzten Abschnitt besprochen haben.

Der Versuchsaufbau besteht im wesentlichen aus dem Drehpendel. Für die Aufnahme der Messkurven steht Ihnen das Computer-Messwerterfassungssystem CASSY zur Verfügung, mit dem Sie im Praktikumversuch M 2 bereits gearbeitet haben.

An der Achse des Drehpendels ist ein leichtgängiges Potentiometer angebracht, mit dem eine Spannung erzeugt wird, die proportional zur Auslenkung des Pendels ist. Diese Spannung wird über den Analogeingang B des CASSY-Interfaces als Spannung U_B registriert.

Eine zur Geschwindigkeit des Drehpendels proportionale Dämpfung wird mit einem Elektromagneten erzeugt, der wie eine Wirbelstrombremse wirkt.

Der Strom durch den Magneten ist variabel, so dass unterschiedliche Dämpfungen und damit auch unterschiedliche -Werte erzeugt werden können.

Durch den Motor kann das Pendel zu erzwungenen Schwingungen angeregt werden. ist dabei die Frequenz des Motors.

Am Anfang, während des sogenannten Einschwingvorgangs, kommt es zu komplizierten Bewegungen. Sie sollten Messungen erst im eingeschwungenen Zustand aufnehmen, wenn sich die Bewegung des Pendels stabilisiert hat, d.h. wenn der Amplitudenwinkel konstant ist.

Besonders in der Nähe der Resonanzfrequenz treten diese Effekte gehäuft auf, da in diesem Bereich das Pendel besonders empfindlich gegenüber Veränderungen der Motordrehzahl reagiert.