Erlebnis Schwingkreis

In den ersten Stunden über HF-Technik wird der Parallel- und der Serienschwingkreis besprochen, deren Resonanzfrequenz berechnet und auch die asymmetrische Resonanzkurve gezeichnet. Dabei wird meist vergessen, dass der Kreis ja irgendwie eine anregende HF-Quelle haben muss. Schon bei der bildlichen Darstellung des Serienkreises, also Spule und Kondensator in Reihe, hängen die Anschlussklemmen in der Luft. Wieso ist das ein Kreis?
Bei der Parallelschaltung von Spule und Kondensator hängt kein Bein in der Luft und man vermutet schon eher einen Kreis.

Nur wie oder wo müssen jetzt die HF-Quellen angeschlossen werden? Beim Serienkreis bieten sich die beiden offenen Anschlüsse an und beim Parallelkreis? Die HF-Quelle einfach parallel schalten oder Spule und Kondensator auftrennen und hier die Quelle einfügen? Dann wird aus dem Parallelkreis ja ein Serienkreis.

Nun gibt es HF-Spannungsquellen – HF-Generatoren genannt – meist mit kleinem oder nicht definierten Innenwiderstand. HF-Stromquellen haben einen hohen Innenwiderstand. Hier stellt sich jetzt die Frage nach der richtigen Zusammenschaltung, damit der Schwingkreis auch als Schwingkreis wirken kann.

Nehmen wir ein Parallel Kreis bei tiefen Frequenzen. Induktivität und Kapazität sind parallel miteinander verbunden. Nennen wir den oben liegenden Anschluss A und den unten liegenden B und schalten einen üblichen HF-Generator mit veränderlicher Frequenz an A und B an und beobachten mit einem hochohmigen HF-Voltmeter den Spannungsverlauf zwischen den Klemmen bei veränderlicher Frequenz. Hier sollte sich ja die bekannte Resonanzkurve zeigen – nur die Anzeige am Voltmeter ist fast konstant. Wie kann das sein?

Des Rätsels Lösung ist, dass ein Parallelkreis nur mit einer Stromquelle und ein Serienkreis nur mit einer Spannungsquelle betrieben werden darf, soll der Schwingkreis richtig funktionieren.

Übrigens, die Bandbreite eines Serienkreises ist B = R /( 2 pi L) und damit nur vom Verlustwiderstand R des Kreises und der Induktivität L abhängig, aber unabhängig von der Kreiskapazität.

Beim Parallelkreis wird die 3 dB Bandbreite B = G / (2 pi C) nur vom Verlustleitwert des Kreises und der Kapazität bestimmt und ist unabhängig von der Induktivität. Die Güte des Kreises ist immer der Reziprokwert der Bandbreite B= fo / Q. (siehe die Antenne macht die Musik).

Und jetzt kommt ein spannender Versuch – nicht nur für die Kitts.

Man nehme einen Drehkondensator mit etwa 500 pF, eine Kunststofffelge – Hula-Hoop – von 80 bis 100 cm Durchmesser und einige Meter Kupfer-Lackdraht – ein alter Trafo abwickeln o.ä. Für etwa 200 pF berechnet man dann nach meinem Artikel 62 für den Mittelwellenbereich – etwa 1500 kHz – die passende Induktivität bzw. die Anzahl der Windungen, die auf die Loop gewickelt werden müssen. Es kommt nicht auf exakte Werte an. Man verlöte den Plattenkondensator mit dem abisolierten Ende der Spule. Es entsteht ein Parallelkreis.

In die Mitte der senkrechten Loop stelle man ein kleines Radio mit Stab- oder eingebauter Ferrit-Antenne, eingestellt auf Mittelwelle (MW) und auf eine Frequenz, auf der außer Störungen kein Sender zu hören ist. Jetzt dreht man den 500 pF Kondensator mal von Anfang bis Ende durch. Wie ein Wunder erscheinen fernöstliche Sender, die vorher vom Störnebel verdeckt wurden.

Das Gleiche kann man auch für LW machen, man muss nur mehr Kupfer-Lackdraht wickeln. Der Effekt ist der gleiche. Für LW sollte man allerdings HF-Litze verwenden – wenn vorhanden. Das Abisolieren von Litze erfordert viel Fingerspitzengefühl, denn keine Ader darf abbrechen, sonst geht die Güte in den Keller. Vorsichtiges Abbrennen mit einem Feuerzeug – ohne die dünnen Kupferadern auszuglühen – erleichtert die Arbeit.

Dr. Walter Schau, DL3LH