was ist der wellenwiderstand

"Wenn man eine Leitung mit dem
wellenwiderstand abschliesst"

Was soll den bitte abschliessen heißen ?

Unterpunkt 2 hat Peter es schon angedeutet, was da mit reinspielt. Das 
Übertragen der maximalen Leistung bei gleichem (Wellen)widerstand der 
Quelle, des Übertragungsmediums und der Senke, heißt arbeiten bei 
Anpassung. Und wie es vorher schon richtig gesagt wurde, werden so 
Reflexionen der Signale auf der Leitung vermieden.

Was heißt nun abschließen eines Bussystems z.B. Der CAN-Bus besitzt 2 
Leitungen CAN-High und CAN-Low. Abschließen heißt jetzt einfach an  den 
Enden des Busses jeweils einen (Abschluß-)Widerstand zwischen diese 
Leitungen zu schalten. Bei CAN sind da 124Ohm üblich. Diese 
Abschlußwiderstände müssen den Wert des Wellenwiderstandes besitzen.

Die folgende Beschreibung fand ich bisher am verständlichen.

In dem Augenblick, in dem du die Spannung einschaltest, weiß die 
Spannungsquelle noch nicht, welcher Widerstand am anderen Ende der 
Leitung angeschlossen ist.

Im ersten Augenblick kann man Gleichstromwiderstand und das andere Ende 
vernachlässigen. Der Strom ist nur durch das Verhältnis von Induktivität 
und Kapazität der Leitung begrenzt. Das Verhältnis ist unabhängig von 
der Leitungslänge.

Bei tiefen Frequenzen kann man diesen kurzen Augenblick ignorieren. Man 
rechnet mit dem normalen Kupferwiderstand und dem Widerstand am Ende der 
Leitung.

Bei sehr hohen Frequenzen wandern kurze Strompakete über die Leitung. 
Man muss nur diesen kurzen Augenblick berechnen. Damit die Berechnungen 
übersichtlicher werden, hat man Wurzel(L/C) Wellenwiderstand genannt.

Ich fand, von diesem Blickwinkel aus, ließen sich die richtigen 
Erklärungen recht gut verstehen.

-- Grüße an das Forum.

a) besitzt eine einadrige Kupferleitung auch einen Wellenwiderstand?

b) hin und rückleitung sind nicht nebeneinander verlegt (Vollkreis zB)
   Dazwischen der Verbraucher. Wie sind hier die Belege zu bestimmen?

Gruß

Hallo Woodo.

Die Pragmatiker aus dem Antennenbau werfen für diese Berechnungen 
einfach Leitungswellenwiderstand und Feldwellenwiderstand des freien 
Raums durcheinander.

-- Grüße

Peter R. schrieb:
> Irgendwo dazwischen gibt es einen Wert, wo Induktivität und Kapazität
> sich gerade kompensieren: Das ist der Wellenwiderstand, der ermöglicht
> Kap-und ind-freie Übertragung.

Schöne Erklärung, danke!

Aber ein Frage habe Ich immer noch :

Wieso hat die Leitungslänge keinen Einfluss auf den Wellenwiderstand ?

jaklar schrieb:
> Aber ein Frage habe Ich immer noch :
>
> Wieso hat die Leitungslänge keinen Einfluss auf den Wellenwiderstand ?

Wie "Kein Name" schon angedeutet hat, "weiß" der Strom im ersten Moment 
ja nicht einmal wie lange die Leitung ist, dort muss er ja erst noch 
durch. Es zählt also nur die Anordnung der Leitung an dem Ort "an dem er 
gerade ist". Deswegen kann der Wellenwiderstand auch innerhalb einer 
Leitung variieren, selbst wenn der ohmsche Widerstand überall gleich 
ist.

Vielen Dank dafür

Der Wellenwiderstand ist einfach der
komplexe Widerstand der Leitung.
also die Summe der Blindwiderstände(Spule + Kondensator).
Dieser ist längenunabhängig weil im Verhältnis die beiden Größen 
gleichmäßig ansteigen (phasenlage beachten) und somit immmer das gleiche 
wieder bei rauskommt.

Er ist wichtig oder aussagefähig weil man normalerweise versucht eine 
Leistungsanpassung durchzuführen gerade bei HF anwendungen wo sehr 
kleine Leistungen vorhanden sind. und leistungsanpassung ist immer Ri = 
Rlast

@Falk Brunner

Wieso soll der Wellenwiederstand real sein. er wird ja durch die 
blindwiderstände beinflusst. Das er im ergebnis real ist ist klar.

die erklärung sollte auch einfach sein das man sich das vorstellen kann 
wenn man mit so einem thema nichts zu tun hat.

Das es in echt nicht so einfach ist ist mir leider aus der realität 
bekannt.
Ist immer ein Problem bei Koax kabel wenn jemand wieder zu stark gezogen 
hat oder zu stark geknickt.
Da kann man dann mit nem Reflektometer sehr schön sehen wie sich die 
Impedanz des Kabels auf dem Leitungsweg ändert.

Wieso gibt es bei verschiedenen Frequenzen verschiedene Formeln ?

Peter R. schrieb:
> Bei einer Leitung ohne Last (Re = unendlich) wirkt die Leitung
> kapazitiv, wegen ihrer verteilten Kapazität (Kapazitätsbelag).
> Bei einer Leitung mit Kurzschluss am Ende (Re = 0) wirkt die Leitung
> induktiv wegen ihrer verteilten Induktivität (Induktivitätsbelag)

Quatsch, das hängt von der elektrischen Länge der Leitung ab.

Jeso schrieb:
> Wieso soll der Wellenwiederstand real sein. er wird ja durch die
> blindwiderstände beinflusst. Das er im ergebnis real ist ist klar.

Verluste machen den Wellenwiderstand komplex.

Gerald K. schrieb:
> Wobei immer zu beachten ist, dass dies nur für eine elektrisch lange
> Leitung gilt.

Wieso das denn? Diese Herleitung nutzt im allgemeinen ein infinitesimal 
kurzes Leitungsstück.

Oh, das habe ich übersehen. Trotzdem sollte öffentlicher Quatsch 
gekennzeichnet werden ;)

Gerald K. schrieb:
> Versuch einmal bei einer Netzverlängerungsleitung mit 20m Länge bei 50Hz
> den Wellenwiderstand zu messen.

Nichts leichter als das. Kapazität zwischen den Adern messen (dabei die 
Adern frei lassen), dann die Adern kurzschließen und die 
Längsinduktivität messen und dann bekommst du du mittels SQRT(L/C) den 
Wellenwiderstand.

Gerald K. schrieb:
> Versuch einmal bei einer Netzverlängerungsleitung mit 20m Länge bei 50Hz
> den Wellenwiderstand zu messen.

Der Wellenwiderstand, besser die charakteristische Impedanz, der Leitung 
ist auch dort vorhanden.

Dazu kommt das:

Frank H. schrieb:
> Kapazität zwischen den Adern messen (dabei die Adern frei lassen), dann
> die Adern kurzschließen und die Längsinduktivität messen und dann
> bekommst du du mittels SQRT(L/C) den Wellenwiderstand.

Dieses Stück ist so kurz, dass es als nicht verteilt oder infinitesimal 
kurz betrachtet werden kann. Und schon können deine Formeln von oben 
verwendet werden.

Bei elektrisch so kurzen Leitungen spielt das kaum eine Rolle, da sind 
wir uns einig. Vorhanden sind die Effekte der Wellenausbreitung  und 
somit eine charakteristische Impedanz trotzdem.

Am besten Verständlich find ich den Vergleich mit Wasser in nem Kanal.

Kanal mit 1m Breite und 100m Länge.
Schleuse schnell auf und die Wellenfront läuft los.
Nach 100m halbiert sich der Querschnitt und das Wasser staut sich auf. 
Das läuft dann als Welle zurück.

Stephan schrieb:
> Am besten Verständlich find ich den Vergleich mit Wasser in nem Kanal.
>
> Kanal mit 1m Breite und 100m Länge.

Etwas Messtechnik vorausgesetzt, kann man folgenden Aufbau wagen:

Rechteckgenerator, 50 Ohm-Ausgang speisst 1 Vpp in 20 m RG-58. Parallel 
zum Generator hängt über ein kurzes Kabel ein Scope. Dann stellt man was 
zunächst recht Seltsames fest:

Die Spannung springt zunächst auf 0.5 V, verharrt dort für ca. 200 ns 
und springt dann auf 1 V.

Erklärung: Der 50 Ohm-Generator-Ausgang sieht zunächst als Last den 50 
Ohm-Wellenwiderstand des RG-58, Spannung wird halbiert (50 Ohm: 50 Ohm) 
- ergo sieht man am Scope nur 0.5 V.

Die "0.5 V-Wellenfront" läuft los, erreicht nach 100 ns das Kabelende, 
kommt nicht weiter, wird statt dessen reflektiert. Nach weiteren 100 ns 
erreicht sie wieder den Generator, addiert sich zu den dort schon 
anstehenden 0.5 V, womit das Scope dann 1 V anzeigt.

Hat man den Aufbau geschafft, kann man auch mal den Kabelausgang kurz- 
oder auch mit 50 Ohm abschliessen und/oder zusätzlich den Kabelausgang 
mit CH2 überwachen - muss sich dann aber selber Gedanken machen, wie die 
gemessenen Signale zu interpretieren sind.

jaklar schrieb:
> ich beschäftige mich schon seit einiger zeit damit aber bin mir nicht
> sicher ob ich es auch richtg verstanden habe.

Anscheinend nicht. Wellenwiderstand hat etwas mit Ausbreitung von 
HF-Signalen auf Leitern zu tun.
Das ist ein Thema aus der Analog- und HF-Technik, hat mit Fragen rund um 
Mikrocontroller und sonstige digitale Elektronik aber nichts zu tun.
Bei der wird vorausgesetzt, dass die Signalübertragung funktioniert.

Forist schrieb:
> Anscheinend nicht. Wellenwiderstand hat etwas mit Ausbreitung von
> HF-Signalen auf Leitern zu tun.
> Das ist ein Thema aus der Analog- und HF-Technik, hat mit Fragen rund um
> Mikrocontroller und sonstige digitale Elektronik aber nichts zu tun.

Einfach nur falsch!
1. es betrifft letztlich alle AC-Signale, vornehmlich bei den 
höherfrequenten gelangt man eher zu Problemen - die Aussage war 
ausnahmsweise nicht ganz falsch.
2. die Audiotechnik ist dabei am wenigsten davon betroffen
3. bei der Digitaltechnik hat man sehr wohl mit dem Wellenwiderstand zu 
tun und sollte bei kritischen Leitungen das immer betrachten. Selbst bei 
einer Digitaluhr mit einem Puls pro Sekunde kann dir eine falsche 
Terminierung die Funktion verhauen ...

Heißt letztlich: auch du hast nichts davon verstanden ...

> ...aber wieso spielt dabei die leitungslänge keine rolle
Weil die betreffenden "Beläge" im Fall der homogenen Leitungen
eben proportional zur Länge sind
(Beispiel: Längst-Widerstand/Länge = const).

und was
> hat das mit den verschiedenen frequenzen auf sich

Falls Längstwiderstand/Längstinduktivität bzw.
Querleitwert/Querkapazität frequenzabhängig sind,
ist es auch der (komplexe) Wellenwiderstand.