Resonanz


Bezug zum Kerncurriculum:
Ich kann die Bedingung beschreiben, unter der bei einer erzwungenen Schwingung Resonanz auftritt und den Begriff "Resonanz" anhand eines Experiments erläutern.
Ich kann den Aufbau eines elektromagnetischen Schwingkreises und in Analogie zum Feder-Masse-Pendel die Energieumwandlungen in einem Schwingkreis qualitativ beschreiben.
Ich kann ein Experiment zur Erzeugung einer Resonanzkurve beschreiben, die Abhängigkeit der Frequenz der Eigenschwingung von der Kapazität experimentell anhand eines Resonanzversuchs ermitteln und die Funktion eines RFID-Chips als technische Anwendung von Schwingkreisen beschreiben.


Wenn einem schwingungsfähigen Körper kurzzeitig Energie zugeführt wird, beginnt er in seiner Eigenfrequenz zu schwingen. Ein Beispiel dafür ist eine Gitarre deren gespannte Seite kurz gezupft wird. Ändert man die Spannung der Seite, dann ändert sich die Eigenfrequenz und der Ton klingt höher (mehr gespannt) oder tiefer (weniger gespannt). Nach kurzer Zeit hört die Schwingung wieder auf, da die Gitarrenseite durch den Luftwiderstand die Schwingungsenergie an die Umgebung abgegeben hat. Reale Schwingungssysteme schwingen immer gedämpft.

Damit ein Ton dauerhaft erklingen kann, muss fortlaufend von außen Energie zugeführt werden. Ein Beispiel hierfür ist eine Geige, deren Seite mit Hilfe eines Bogens gestrichen wird und die verlorene Energie fortlaufend zugeführt wird. Eine Schwingung die durch die Zufuhr von Energie aufrecht erhalten wird, heißt erzwungene Schwingung. Bei einer erzwungenen Schwingung nennt man die Frequenz bei der das System bei einer einmaligen Anregung schwingen würde: Eigenfrequenz \(f_\text{E}\). Die Frequenz mit der man eine erzwungene Schwingung anregt, nennt man Anregungsfrequenz \(f_\text{A}\).

Man kann drei Situationen unterscheiden:

1) Anregungsfrequenz < Eigenfrequenz (\(f_\text{A} < f_\text{E}\)): die Schwingung folgt der Anregung nahezu ohne Verzögerung.

2) Anregungsfrequenz \(\approx\) Eigenfrequenz (\(f_\text{A} \approx f_\text{E}\)): Es tritt Resonanz auf, d.h. die Amplitude steigt stark an.

3) Anregungsfrequenz > Eigenfrequenz (\(f_\text{A} > f_\text{E}\)): der schwingende Körper kann der Erregung nicht mehr folgen, so dass die Amplitude sehr klein bleibt.

Dieses Verhalten können Sie in der folgenden Simulation studieren.

Experiment: Resonanz

In einem neuen Fenster starten: Resonanz

Bei einer erzwungenen Schwingung beobachtet man folgenden Zusammenhang zwischen der Anregungsfrequenz, der Eigenfrequenz und dem Schwingungsverhalten:

  • Anregungsfrequenz < Eigenfrequenz (\(f_\text{A} < f_\text{E}\)): Die Schwingung folgt der Anregung nahezu ohne Verzögerung.
  • Anregungsfrequenz \(\approx\) Eigenfrequenz (\(f_\text{A} \approx f_\text{E}\)): Es tritt Resonanz auf, d.h. die Amplitude steigt stark an.
  • Anregungsfrequenz > Eigenfrequenz (\(f_\text{A} > f_\text{E}\)): Der schwingende Körper der Erregung nicht mehr folgen, so dass die Amplitude sehr klein bleibt.

Video-Empfehlung: Vielfalt von Resonanzphänomenen.


Ungedämpfter Schwingkreis

In einem elektrischen Schwingkreis wird eine Spule und ein Kondensator in einem gemeinsamen Teilstromkreis eingebaut. Zusätzlich dazu gibt es eine Spannungsquelle, die über einen Schalter zugeschaltet werden kann. Dabei entsteht ein elektrischer Schwingkreis, bei welchem die Elektronen über die Spule zwischen den Platten des Kondensators hin- und herschwingen.

In der folgenden Simulation können Sie das Verhalten eines Schwingkreises beobachten. Die Simulation erfolgt in starker Zeitlupe. Die Zeitschritte und der Zeitverlauf werden unten rechts in der Simulation angezeigt.

Experiment: Ungedämpfter Schwingkreis

In einem neuen Fenster starten: ungedämpfter Schwingkreis

Sobald der Schalter geschlossen wird, fließt ein Strom mit der Stromstärke \(I\) durch den Stromkreis. Da nach kurzer Zeit die Ladungsträgerdichte auf beiden Seiten des Kondensators gleich ist, wird keine Spannung \(U_C\) über dem Kondensator gemessen. Die Spule der Induktivität \(L\) wird von einem Strom mit der Stromstärke \(I\) durchflossen, so dass sich in der Spule ein Magnetfeld der Stärke \(B = \mu_0 \cdot \mu_r \cdot \frac{N \cdot I}{l}\) aufbaut und die Energie \(E_\text{mag} = \tfrac{1}{2} \cdot L \cdot I^2\) gespeichert wird.

Wenn der Schalter geöffnet wird, verändert sich in der Spule die Stromstärke \(I(t)\), so dass in der Spule eine Selbstinduktionsspannung \(U_\text{ind}(t) = -L \cdot \frac{d I(t)}{d t}\) induziert wird. Die induzierte Spannung sorgt dafür, dass der Kondensator mit der Spannung \(U_\text{K}(t)\) aufgeladen wird. Bei diesem Vorgang wird die in der Spule gespeicherte Energie in den Kondensator transportiert und dort als elektrische Energie mit \(E_\text{el} = \tfrac{1}{2} \cdot C \cdot U_\text{K}(t)^2\) gespeichert.

Aufgrund der Ladungstrennung zwischen den Kondensatorplatten wirken im aufgeladenen Kondensator Kräfte auf die Elektronen, so dass aufgrund des angestrebten Ladungsausgleiches ein elektrischer Strom zu fließen beginnt. Die ansteigende Stromstärke bewirkt in der Spule eine entgegengesetzt gerichtete Induktionsspannung, welche den Anstieg des Entladungsstroms verlangsamt. Sobald die Entladungsstromstärke ihr Maximum erreicht hat und wieder zu sinken beginnt, wird in der Spule eine Induktionsspannung induziert, welche die Entladungsstromstärke verstärkt, so dass der Kondensator entgegengesetzt geladen wird.

Solange im Idealfall im Schwingkreis keine Energie verloren geht, pulsiert die Energie mit einer Eigenfrequenz \(f_\text{E}\) zwischen Spule (Induktivität \(L\)) und Kondensator (Kapazität \(C\)) hin- und her. Für die Eigenfrequenz \(f_\text{E}\) im Schwingkreis gilt dann:

Thomsonsche Gleichung:

\[ f_\text{E} = \frac{1}{2 \pi \cdot \sqrt{L \cdot C}}\]

mit \(L\) = Induktivität der Spule, \(C\) = Kapazität des Kondensators

Zur Studienorientierung wird diese Formel im folgenden hergeleitet. Im Abitur wird diese Herleitung nicht geprüft.

Herleitung der Formel:

Im Teilstromkreis des Schwingkreises gilt die Maschenregel: Geht man in einem Stromkreis von einem Pol zum anderen Pol, so ist die Summe der Teilspannungen über den elektrischen Bauteilen gleich der Spannung der Quelle. Im hier betrachteten Fall wird die Spannungsquelle abgetrennt, so dass die Gesamtspannung im Teilstromkreis von Kondensator und Spule \(U_\text{ges} = 0\) ist. Es gilt also:

\[ U_\text{ges} = U_C + U_L = 0\]

Die Elektronen fließen von der einen Platte des Kondensators zur anderen, so dass sich die Ladung \(Q\) auf den Kondensatorplatten ständig ändert. Für die Spannung \(U_C\) am Kondensator gilt dann: \(U_C(t) = \frac{Q(t)}{C}\).

Da sich die Stromstärke \(I(t)\) in der Spule ständig ändert, wird in der Spule eine Selbstinduktionsspannung \(U_L\) induziert, die sich ebenfalls ständig ändert, so dass gilt: \(U_L(t) = L \cdot \frac{d I(t)}{dt}\).

Damit gilt insgesamt:

\[ \begin{align} U_C(t) + U_L(t) &= 0 \\ \frac{Q(t)}{C} + L \cdot \frac{d I(t)}{dt} &= 0 \end{align}\]

In dieser Gleichung gibt es zwei verschiedene von der Zeit abhängende Größen: die Stromstärke \(I(t)\) und die Ladung \(Q(t)\). Das ist für die weitere mathematische Herleitung ungünstig. Da die Stromstärke \(I(t)\) die Änderung der Ladung \(Q(t)\) ist, kann man \(I(t)\) ersetzen:

\[ I(t) = \frac{d Q(t)}{d t}\]

Wir suchen eine Formel für die Eigenfrequenz \(f_\text{E}\) des Schwingkreises. Uns interessiert also die Änderung der Situation im Schwingkreis. Aus der Mathematik wissen Sie, wie Sie ein Maß für die Änderung einer Größe bekommen: von der Größe wird die Ableitung gebildet. In der Physik schreibt man für die Ableitung nach der Zeit: \(\frac{d}{dt}\). Die Gleichung

\[ \frac{Q(t)}{C} + L \cdot \frac{d I(t)}{dt} = 0\]

wird einmal nach der Zeit \(t\) abgeleitet:

\[ \frac{ d \left( \frac{Q(t)}{C} + L \cdot \frac{d I(t)}{dt} \right) }{d t} = \frac {d 0}{d t}\]

Eine Summe wird abgeleitet, indem jeder Summand einzeln abgeleitet wird. Ein konstanter Faktor bleibt bei der Ableitung unverändert erhalten und die Ableitung von 0 ist 0. Also folgt:

\[ \frac{1}{C} \frac{d Q(t)}{d t} + L \cdot \frac{d^2 I(t)}{dt} = 0\]

  • Die Ableitung der Ladung \(\frac{d Q(t)}{d t}\) beschreibt die Änderung der Ladung und ist damit die Stromstärke \(I(t)\): \(\frac{d Q(t)}{d t} = I(t)\).
  • \(\frac{d^2 I(t)}{dt}\) ist die zweite Ableitung der Stromstärke \(I(t)\) und beschreibt die Änderung der Änderung der Stromstärke, also wie heftig sich die Stromstärke ändert.

Insgesamt folgt:

\[ \frac{1}{C} \cdot I(t) + L \cdot \frac{d^2 I(t)}{dt} = 0\]

Das ist eine Differenzialgleichung, welche die Stromstärke-Funktion \(I(t)\) und die zweite Ableitung der Stromstärke-Funktion \(\frac{d^2 I(t)}{dt}\) enthält. Wir suchen eine Funktion für \(I(t)\), welche diese Differenzialgleichung erfüllt: Wenn man die gesuchte Funktion und deren zweite Ableitung in die Gleichung einsetzt, soll die Summe der linken Seite Null sein.

Die gesuchte Funktion können wir nicht berechnen, also versuchen wir sie zu erraten. Aus dem Mathematik-Unterricht wissen Sie, dass die Sinus-Funktion bis auf das Vorzeichen mit ihrer zweiten Ableitung übereinstimmt: \((sin(x))'' = (cos(x))' = - sin(x)\).

Eine Funktion für \(I(t)\), welche die Differenzialgleichung löst, könnte also die folgende Form haben: \(I(t) = I_0 \cdot sin(\omega \cdot t)\), wobei \(\omega\) die Winkelgeschwindigkeit der Schwingung und \(f = \frac{\omega}{2 \pi}\) die Frequenz der Schwingung ist.

Das testen wir, indem wir diese Funktion und deren zweite Ableitung in die Differenzialgleichung einsetzen:

\[ \begin{align} I(t) &= I_0 \cdot sin(\omega \cdot t) \\ \frac{d I(t)}{d t} &= \omega \cdot I_0 \cdot cos(\omega \cdot t) \\ \frac{d^2 I(t)}{d t} &= - \omega^2 \cdot I_0 \cdot sin(\omega \cdot t) \end{align} \]

Wenn man die gefundenen Funktionen in die linke Seite der Differenzialgleichung einsetzt, sollte deren Summe Null sein!

\[ \frac{1}{C} \cdot I_0 \cdot sin(\omega \cdot t) - L \cdot \omega^2 \cdot I_0 \cdot sin(\omega \cdot t) \stackrel{!}{=} 0\]

Auf der linken Seite kann man die gemeinsamen Faktoren ausklammern:

\[ I_0 \cdot sin(\omega \cdot t) \cdot \left( \frac{1}{C} - L \cdot \omega^2 \right) \stackrel{!}{=} 0\]

Zu allen Zeitpunkten \(t\) ist diese Gleichung genau dann erfüllt, wenn der Ausdruck in der Klammer Null ist, also

\[ \frac{1}{C} - L \cdot \omega^2 = 0\]

Löst man diese Gleichung nach \(\omega\) auf, folgt:

\[ \begin{align} \frac{1}{C} - L \cdot \omega^2 &= 0 \\ \frac{1}{C} &= L \cdot \omega^2\\ \omega^2 &= \frac{1}{L \cdot C} \\ \omega &= \sqrt{ \frac{1}{L \cdot C} } \\ \omega &= \frac{1}{\sqrt{ L \cdot C } } \\ \end{align} \]

Eine geeignete Funktion, welche die Differenzialgleichung löst, ist also:

\[ I(t) = I_0 \cdot sin(\omega \cdot t) = I_0 \cdot sin \left( \frac{1}{\sqrt{ L \cdot C } } \cdot t \right)\]

Da \(\omega = 2 \pi \cdot f\) ist, gilt:

\[ \begin{align} \omega &= \frac{1}{\sqrt{ L \cdot C } } \\ 2 \pi \cdot f &= \frac{1}{\sqrt{ L \cdot C } } \\ f &= \frac{1}{2 \pi \cdot \sqrt{ L \cdot C } } \end{align} \]

Die angegebene Gleichung für die Eigenfrequenz \(f_\text{E}\) der Schwingung im Schwingkreis ist damit begründet hergeleitet worden.


Gedämpfter Schwingkreis

Ein realer Schwingkreis ist ein gedämpfter Schwingkreis, da alle Bauteile einen Widerstand haben, wodurch Energie verloren geht. Diese Energie kann durch eine pulsierende Spannungsquelle ausgeglichen werden. Wenn die Frequenz der Wechselspannungsquelle der Eigenfrequenz des Schwingkreises entspricht, wird die Amplitude der Stromstärke im Schwingkreis maximal.

Experiment: Gedämpfter Schwingkreis

In einem neuen Fenster starten: Gedämpfter Schwingkreis

Die Eigenfrequenz in einem gedämpften Schwingkreis unterscheidet sich von der Eigenfrequenz im ungedämpften Schwingkreis. Mit folgender angepassten Gleichung (ohne Herleitung) lässt sich die Eigenfrequenz \(f_\text{E}\) in einem gedämpften Schwingkreis mit dem Gesamtwiderstands \(R\) ermitteln:

Thomsonsche Gleichung im gedämpften Schwingkreis:

\[ f_\text{E} = \frac{1}{2 \pi} \cdot \sqrt { \left( \frac{1}{L \cdot C} - \frac{R^2}{4 \cdot L^2} \right) }\]

mit \(L\) = Induktivität der Spule, \(C\) = Kapazität des Kondensators, \(R\) = Widerstand


Energieumwandlungen im Schwingkreis in Analogie zum Feder-Masse-Pendel

Laut Kerncurriculum sollen die Energieumwandlungen im elektrischen Schwingkreis und die Energieumwandlungen beim Feder-Masse-Pendel einander gegenübergestellt werden. In der folgenden Tabelle finden Sie eine solche mögliche Gegenüberstellung. In der Analogie entspricht:

  • die Bewegung der Pendelmasse der Bewegung der Elektronen im Stromkreis
  • die Geschwindigkeit der Pendelmasse \(v(t)\) entspricht der Stromstärke \(I(t)\)
  • die Auslenkung \(s(t)\) der Pendelmasse entspricht der Spannung \(U(t)\) am Kondensator
Feder-Masse-Pendel Elektrischer Schwingkreis
Beim Durchgang durch die Ruhelage ist die Bewegungsenergie der Masse \(E_\text{Kin}\) maximal und die Spannenergie \(E_\text{Spann}\) in der Feder Null: \(E_\text{ges} = E_\text{kin} = \tfrac{1}{2} \cdot m \cdot v_\text{max}^2\) Im Moment der Schalteröffnung ist die gesamte Energie als magnetische Energie \(E_\text{mag}\) in der Spule gespeichert, da dort die Stromstärke maximal ist und am Kondensator keine Spannung anliegt. Daher ist die im Kondensator gespeicherte Energie gleich Null: \(E_\text{ges} = E_\text{mag} = \tfrac{1}{2} \cdot L \cdot I_\text{max}^2\)
Bei der Bewegung des Pendels verteilt sich die Gesamtenergie auf die Spannenergie der Feder und die Bewegungsenergie der Masse: \(E_\text{ges} = E_\text{Spann} + E_\text{Kin} = \tfrac{1}{2} \cdot D \cdot s(t)^2 + \tfrac{1}{2} \cdot m \cdot v(t)^2\) Wenn die äußere Spannungsquelle abgetrennt ist, verteilt sich die Gesamtenergie auf die elektrische Energie \(E_\text{el}\) im Kondensator und die magnetische Energie in der Spule: \(E_\text{ges} = E_\text{el} + E_\text{mag} = \tfrac{1}{2} \cdot C \cdot U(t)^2 + \tfrac{1}{2} \cdot L \cdot I(t)^2\)
Wenn das Feder-Masse-Pendel den Umkehrpunkt bei \(s_\text{max}\) erreicht hat, ist die Geschwindigkeit der Pendelmasse Null und damit die Bewegungsenergie der Pendelmasse Null. Die gesamte Energie ist in der Spannenergie der Feder gespeichert: \(E_\text{ges} = E_\text{Spann} = \tfrac{1}{2} \cdot D \cdot s_\text{max}^2\) Sobald die Selbstinduktionsspannung der Spule den Kondensator vollständig aufgeladen hat, ist für einen kurzen Moment die Stromstärke \(I(t)\) gleich Null. Folglich ist die magnetische Energie in der Spule für eine kurzenn Moment gleich Null und die Spannung am Kondensator maximal: \(E_\text{ges} = E_\text{el} = \tfrac{1}{2} \cdot C \cdot U_\text{max}^2\)
Nach dem kurzen Verharren am Umkehrpunkt wiederholt sich der Vorgang periodisch, indem die Spannenergie wieder in Bewegungsenergie umgewandelt wird und umgekehrt. Nachdem die Elektronen einen kurzen Moment im geladenen Kondensator verharrt haben, beginnt aufgrund der abstoßenden Kräfte wieder der Entladungsvorgang, so dass die Stromstärke in der Spule ansteigt und magnetische Energie in der Spule gespeichert wird. Die Selbstinduktion in der Spule sorgt dafür, dass der Kondensator wieder entgegengesetzt aufgeladen wird, so dass die Energie periodisch zwischen magnetischer Energie in der Spule und elektrischer Energie im Kondensator hin- und herschwingt (oszilliert).

Elektromagnetischer Funk

Wird ein elektrischer Schwingkreis an eine Antenne angeschlossen, schwingen die Elektronen in der Antenne periodisch hin- und her. Dabei ändert sich das elektrische Feld im Raum um die Antenne periodisch. Da ein stromdurchflossener Leiter immer von einem Magnetfeld umgeben ist, ist auch die Antenne von einem Magnetfeld umgeben, das sich periodisch ändert, da sich die Stromstärke in der Antenne ständig ändert.

Im klassischen Modell ist eine Antenne daher von einem elektromagnetischen Wechselfeld umgeben. Dieses kann sich von der Antenne lösen und bewegt sich als elektromagnetisches Wechselfeld durch den Raum. Dem elektromagnetischen Wechselfeld kann eine Frequenz zugeordnet werden, indem man zählt, wie oft pro Sekunde das Feld zwischen elektrischem und magnetischem Feld hin- und herschwingt.

In der folgenden Simulation wird die klassische Modellierung veranschaulicht.

Experiment: Aussendung von Funkwellen

Öffnen Sie folgende Simulation in einem neuen Fenster: Dipolstrahlung

Quelle: Lehrstuhl für Didaktik der Physik - Universität München, R. Girwidz

Trifft der elektromagnetische Funk auf eine Empfängerantenne, werden die Elektronen in der Antenne mit der Frequenz der ankommenden elektrischen und magnetischen Felder beschleunigt. Wenn die Empfängerantenne an eine geeignete Schaltung angeschlossen ist, z.B. einem elektrischen Schwingkreis, kann die übertragene Energie in den elektrischen Schwingkreis übertragen werden. Entspricht die ankommende Frequenz der Eigenfrequenz des Schwingkreises im Empfangsgerät, steigt die Amplitude im Schwingkreis des Empfangsgeräts stark an.


Technische Anwendung von Schwingkreisen: RFID

RFID (Radio Frequency IDentification) ist eine Technik zur Identifikation von Gegenständen mit Hilfe von elektromagnetischem Funk. Im letzten Abschnitt wurde beschrieben, wie eine elektromagnetische Schwingung von einem Schwingkreis zu einem anderen Schwingkreis durch die Luft mit Hilfe einer Sendeantenne und einer Empfangsantenne übertragen werden kann.

Diese Technik findet bei RFIDs eine Anwendung. Beispiele dafür sind Wegfahrsperren, Zutrittskontrollsysteme, Sortierung von Abfallentsorgung, Warenbewegung in automatisierten Lagern. RFIDs speichern sogenannte EPC-Nummern, die weltweit eindeutig sind, so dass auch im internationalen Handel Produkte, Transportboxen oder Container eindeutig identifizierbar gemacht werden können. RFIDs werden vor allem in der professionellen Logistik zur Kennzeichnung und automatischen Identifizierung von Waren verwendet.

Technischer Aufbau

Ein RFID-System besteht aus einem RFID-Transponder (RFID-TAG, RFID-Label), der am zu identifizierenden Objekt angebracht ist und dem RFID-Lesegerät.

Der RFID-Transponder hat in der Regel keine eigene Energieversorgung. Die Energie für den Betrieb des Transponders wird durch das Lesegerät zur Verfügung gestellt. Dazu wird im Lesegerät ein elektrischer Schwingkreis mit einer Eigenfrequenz \(f_\text{E-LG}\) betrieben. Der Schwingkreis sendet elektromagnetischen Funk aus, der dann die Empfangsantenne des RFID-Transponders erreicht. Dort beschleunigt das elektromagnetische Wechselfeld des Funks die Elektronen in der Empfangsantenne. Im Schwingkreis des Transponders beginnen die Elektronen zwischen den Kondensatorpolen hin- und herzuschwingen. Die Energie für den Betrieb des RFID-Transponders wird also durch den elektromagnetischen Funk vom Lesegerät zum Transponder transportiert.

Der Schwingkreis im RFID-Transponder ist ein realer Schwingkreis, der gedämpft ist, da der Stromkreis einen Widerstand hat. Für die Eigenfrequenz des Schwingkreises im Transponder gilt die Thomsonsche Gleichung im gedämpften Schwingkreis:

\[ f_\text{E-TP} = \frac{1}{2 \pi} \cdot \sqrt { \left( \frac{1}{L \cdot C} - \frac{R^2}{4 \cdot L^2} \right) }\]

Wenn die Eigenfrequenz des Lesegeräts \(f_\text{E-LG}\) zur Eigenfrequenz des Transponders \(f_\text{E-TP}\) passt, schwingt der Transponder-Schwingkreis in Resonanz, so dass die Amplitude im Transponder-Schwingkreis stark ansteigt. Der Transponder sendet daraufhin elektromagnetischen Funk aus, der die gleiche Frequenz wie die Anregungsfrequenz des Lesegeräts hat, aber so in der Phase verschoben ist, dass der Schwingkreis im Lesegerät gedämpft wird. Wenn das Lesegerät eine Dämpfung in einem bestimmten schmalen Frequenzbereich misst, weiß es, dass der passende Transponder in der Nähe ist. Die Anregungsfreuquenz des Lesegeräts lässt sich anpassen, so dass die Anregungsfrequenz zu unterschiedlichen Transpondern passt.

In der folgenden Simulation können Sie dieses Verhalten studieren:

Experiment: RFIDs

Klicken Sie auf den Tab "Durchführung" und führen Sie die Simulation wie beschrieben durch.

In einem neuen Fenster starten: RFIDs


RFID-Anwendungen

1-Bit-RFID-Transponder

Wenn die Frequenz des von der Antenne des RFID-Transponders empfangenen Funks der Eigenfrequenz des Transponder-Schwingkreises entspricht, schwingt dieser mit hoher Amplitude. In der Schwingkreis-Spule wird wiederum eine Selbstinduktionsspannung induziert, welche dazu führt, dass die Elektronen des Transponder-Schwingkreises über die Transponder-Antenne Funk aussendet, welcher von der RFID-Lesegerät-Antenne absorbiert wird. Da aufgrund der Lenzschen Regel die Phase des RFID-Transponder-Schwingkreises gegenüber dem RFID-Lesegerät-Schwingkreises versetzt ist, wird die Amplitude im RFID-Lesegerät geschwächt. Das Lesegerät registriert, dass ein RFID-Transponder in der Nähe ist.

Mit diesem Verfahren kann nur registriert werden, ob ein Transponder in der Nähe ist oder nicht (1 und 0 als ein Informationsbit). Diese Technik kann z.B. als Diebstahlsicherung eingesetzt werden. Eine eindeutige Identifikation eines Produkts ist damit nicht möglich.

In einem Geschäft kann mit Hilfe eines starken Magnetfelds der Folien-Kondensator im RFID-Transponder zerstört werden, so dass beim Durchgang durch die Sicherheitszone der Transponderschwingkreis das Feld nicht mehr schwächen kann und daher die RFID-Lesegeräte keinen Alarm auslösen.

N-Bit-RFID-Transponder

Im RFID-Transponder wird mit Hilfe der vom RFID-Lesegerät übertragenen Energie eine kleine Schaltung betrieben, welche einen Lastwiderstand zuschaltet oder abschaltet. Die Information, wie der Lastwiderstand zu- oder abgeschaltet wird, ist in einem geeigneten Chip gespeichert, der von der Schwingkreis-Schaltung ausgelesen wird. Durch den Lastwiderstand verändert sich im Takt der Zu- und Abschaltung die Amplitude der elektromagnetischen Schwingung im Schwingkkreis. Diesen Vorgang nennt man Amplitudenmodulation. Im RFID-Lesegerät wirkt sich die Amplitudenmodulation auf das Verhalten des Lesegerät-Schwingkreises aus. Mit einer geeigneten Schaltung kann die Amplitudenmodulation ausgelesen werden und als eine N-Bit-Folge (eine Folge von 1 und 0 mit N Elementen) interpretiert werden. Auf diese Weise können Informationen übertragen werden, die mit einem geegneten Binär-Code kodiert sind.