ich beschäftige mich schon seit einiger zeit damit aber bin mir nicht sicher ob ich es auch richtg verstanden habe. handelt es sich dabei um den widerstand den eine leitung gegen eine elektromagnetische welle hat. aber wieso spielt dabei die leitungslänge keine rolle und was hat das mit den verschiedenen frequenzen auf sich bitte keine verweise auf wikipedia und elektro kompedium
:
Verschoben durch Moderator
Der Wellenwiderstand gehoert zu einer Leitung und ist durch dessen Geometrie gegeben. Eine Leitung ist ein Stueck Medium, in der sich die Welle ausbreiten kann. Der Wellenwiderstand bezeichnet das Verhaeltnis zwischen Strom umd Spannung. Wenn man eine Leitung mit dem wellenwiderstand abschliesst, wird nichts reflektiert. Ist etwas abgehoben. Ja.
"Wenn man eine Leitung mit dem wellenwiderstand abschliesst" Was soll den bitte abschliessen heißen ?
Wenn man das eine Ende der Leitung offen laesst, wird die Welle reflektiert. Man muss das gesehen haben, um es auch zu glauben ... Die Leitung kann offen, kurzgeschlossen und abgeschlossen sein. Oder was dazwischen. Abgeschlossen ist irgendwo zwischen offen und kurzgeschlossen.
1. 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) Irgendwo dazwischen gibt es einen Wert, wo Induktivität und Kapazität sich gerade kompensieren: Das ist der Wellenwiderstand, der ermöglicht Kap-und ind-freie Übertragung. 2.Eine Leitung gibt an einen Lastwiderstand volle Leistung nur bei einem bestimmten Strom/Spannungsverhältnis ab. Wenn der Lastwiderstand ein anderes Strom/Spannungsverhältnis erzwingt, wird ein Teil des Stroms oder der Spannung in die Leitung zurückreflektiert. Der Widerstand, bei dem z.B. Impulse reflexionsfrei übergeben werden, ist der Wellenwiderstand. 3. Durch die Geometrie einer Leitung werden entweder kap-belag oder ind Belag verändert. Aus dem Verhältnis kap/ind lässt sich ein Widerstand errechenen, das ist der Wellenwiderstand.
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.
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
@ jaklar (Gast) >Wieso hat die Leitungslänge keinen Einfluss auf den Wellenwiderstand ? Weil der Spannungsimpuls am Eingang einer Leitung sich nur mit endlicher Geschwindigkeit ausbreitet, je nach Leitungsaufbau mit 0,5-0,8 * Lichtgeschwindigkeit. Also "sieht" der Spannungspuls immer nur ein kleines Stück Leitung. Ausserdem hat 1m Leitung (l) hat 1/10 der Kapazität (C) wie 10m, dito mit der Induktivität (L). Das Verhältnis C/l bzw. L/l ist konstant, der Wellenwiderstand ist wurzel (L/C), damit fällt die Länge raus. Siehe Artikel Wellenwiderstand. MfG Falk
@ Jeso (Gast) >Der Wellenwiderstand ist einfach der >komplexe Widerstand der Leitung. Nicht wirklich, denn der Wellenwiderstand ist im Wesentlichen rein real. >also die Summe der Blindwiderstände(Spule + Kondensator). Käse, eher der Quotient, und selbst dann fehlt die Wurzel.
@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.
@ Jeso (Gast) >Wieso soll der Wellenwiederstand real sein. Er hat (vereinfacht) nur einen Realanteil, keinen imaginären Anteil. > er wird ja durch die >blindwiderstände beinflusst. Das er im ergebnis real ist ist klar. So klar ist das nicht unbedingt. >Wieso gibt es bei verschiedenen Frequenzen verschiedene Formeln ? U.a. weil man bei niedrigen Frequenzen das Formelwerk vereinfachen kann. MFG Falk
jaklar schrieb: > Wieso gibt es bei verschiedenen Frequenzen verschiedene Formeln ? Zum Ersten, weil die Stromverteilung im Leiter frequenzabhängig ist. (Stichwort Stromverdrängung, Skineffekt) Weil die Induktivität und die Kapazität frequenzabhängig sein können, vor allem wenn diese Komponenten frequenzabhängige Verluste haben. Bei verlustbehafteter Leitung wirds wesentlich komplizierter, da kann auch der Wellenwiderstand anstatt rein reel auch komplex werden. Woodo schrieb: > 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? Musterbeispiel: eine Leiterbahn auf einer gedruckten Schaltung mit Masse-Rückfläche (Stripline). Da gibts Programme und Formeln zur Berechnung. Bei Einzelleiter über Erdboden wirds halt schwierig, der Boden hat schlechte Leitfähigkeit und damit entsteht ein frequenzabhängiger Wellenwiderstand.
Zum Artikel der Woche https://www.mikrocontroller.net/articles/Wellenwiderstand Eine (ideale verlustlose) Leitung besteht einer verteilten Längsinduktivität L und einer verteilten Parallelkapazität C. Der induktive Widerstand von L ist
Der kapazitive Widerstand von C ist
Der Wellenwiderstand ist
Kürzt man die komplexe Kreisfrequenz heraus, dann kommt man auf
Damit ist das Ergebnis nicht imaginär sondern **real** und von der Frequenz **unabhängig**. Man kann in der Formel auch die Impedanzen von L und C einsetzten (1. zwei Formeln),
dann sieht man, dass der Wellenwiderstand der geometrische Mittelwert der beiden Impedanzen von L und C ist. Wobei immer zu beachten ist, dass dies nur für eine elektrisch lange Leitung gilt.
:
Bearbeitet durch User
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.
Guest2 schrieb: > > Quatsch, das hängt von der elektrischen Länge der Leitung ab. > > > Verluste machen den Wellenwiderstand komplex. > > > Wieso das denn? Diese Herleitung nutzt im allgemeinen ein infinitesimal > kurzes Leitungsstück. Beachte: der Originalartikel ist 11 Jahre alt. Da lohnt sich eine Diskussion nicht mehr wirklich.
Oh, das habe ich übersehen. Trotzdem sollte öffentlicher Quatsch gekennzeichnet werden ;)
Guest2 schrieb: > 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. Versuch einmal bei einer Netzverlängerungsleitung mit 20m Länge bei 50Hz den Wellenwiderstand zu messen.
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 ...
Beitrag #7170907 wurde von einem Moderator gelöscht.
Beitrag #7171262 wurde von einem Moderator gelöscht.
Beitrag #7171266 wurde von einem Moderator gelöscht.
Beitrag #7171655 wurde von einem Moderator gelöscht.
Beitrag #7171659 wurde von einem Moderator gelöscht.
> ...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.
Thread beobachten
Seitenaufteilung abschaltenBitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.