Hallo, bei einer Spule treten ja frequenzabhängige Skineffekt-Verluste auf. Den frequenzabhängigen Widerstand kann man einfach Berechnen. Allerdings hängt dieser ausschließlich von der Frequenz ab. Meine Frage ist, gibt es zusätzliche Effekte bei "hoher Spannung" oder "großen Strömen" die zu zusätzlichen Verlutsen führen? Oder lässt sich kenntnisse der Verluste bei kleinen Strömen/Spannungen einfach auf größere Werte linear hochrechnen? Kupfer verhält sich natürlich erstmal ohmsch, allerdings bin ich mir nicht sicher ob bei großen Strömen dann irgendwann etwas begrenzend wirkt oder sich nichtlinear verhällt? Thermische Erwärmung bei großen Strömen ist mir klar, dazu einfach mit dem Tempkoeffizient berücksichtigen. Grüße
Hi, Skin, > bei einer Spule treten ja frequenzabhängige Skineffekt-Verluste auf. Ja, so sagen und messen wir HF-Techniker. Aber eigentlich nennen wir so nur einen Effekt, der auf die Wirbelfelder im Innern eines Leiters ausgehen. Diese verdrängen den HF-Strom an die Oberfläche des Leiters. Deshalb nimmt der Verlust zu - dem kann bekanntlich aber abgeholfen werden durch das Prinzip "Litze". > Meine Frage ist, gibt es zusätzliche Effekte bei "hoher Spannung" oder > "großen Strömen" die zu zusätzlichen Verlutsen führen? Oder lässt sich > kenntnisse der Verluste bei kleinen Strömen/Spannungen einfach auf > größere Werte linear hochrechnen? Daher war - zumindest bei den Leistungen, mit denen ich je zu tun hatte - keine "zusätzliche Effekte" zu beachten. Sehr wohl aber die Effekte durch Korrosion der Oberfläche. Kupferoxydul beispielsweise verursacht Oberwellen. Weshalb man die Oberfläche gern versilbert. Auch letztlich vergoldet - wenn der Produktmanager das Geld dafür frei gibt. Ciao Wolfgang Horn
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Skin schrieb: > Oder lässt sich > kenntnisse der Verluste bei kleinen Strömen/Spannungen einfach auf > größere Werte linear hochrechnen? VOrsicht bei Leitstungen: Beim doppelten Strom wird am gleichen Widerstand die 4-fache Leistung verbraten, das geht quadratisch.
Skin schrieb: > gibt es zusätzliche Effekte bei "hoher Spannung" oder > "großen Strömen" die zu zusätzlichen Verlutsen führen? Das wäre dann ein nichtlineares Verhalten. Wie Wolfgang Horn schon schrieb, sind korrodierte Oberflächen dafür bekannt, aber auch magnetische Oberflächenbeschichtungen, wie etwa bei einem vernickelten Stecker, können Störungen durch so genannte passive Intermodulation (PIM) verursachen.
Hallo Wolfgang, > Aber eigentlich nennen wir so nur einen Effekt, der auf die Wirbelfelder > im Innern eines Leiters ausgehen. Diese verdrängen den HF-Strom an die > Oberfläche des Leiters. Wir sollten uns vergegenwärtigen, dass die Energie beim Ausbreiten der elektromagnetischen Welle im Feld vorliegt. Das elektromagnetische Feld kann nur mehr oder weniger tief in den Leiter eindringen, ehe es seine Richtung umkehrt. Der Skineffekt beruht auf der Abschirmungswirkung, die das Metall auf das Feld ausübt. Das (E-)Feld kommt aufgrund der Leitfähigkeit nicht ins Metall hinein. Das Bild mit den induzierten Stromkringeln, das so gerne für die Erklärung des Skineffektes bemüht wird, beruht auf reiner Phantasie und hat mit dem, was physikalisch passiert, nicht das geringste zu tun: https://de.wikipedia.org/wiki/Datei:Skineffect_reason.svg Wenn man versucht, den Skineffekt dadurch zu erklären, dass der "eigentliche" Strom ein Gegenfeld induziert, begeht man zwei Irrtümer: 1) denkt man, dass der Strom zuerst überall vorhanden wäre und dann aus dem Leiter hinausgedrängt würde (das Gegenteil ist der Fall -- das E-Feld und damit der Strom kommt erst gar nicht komplett in den Leiter hinein - daher spricht man auch von einer "Eindringtiefe") und 2) hätte eine im Metall vorhandene Spannung (und dadurch verursachte Wirbelströme), die vom "eigentlichen" Strom verursacht würde, eine 90°-Phasenverschiebung zum verursachenden Strom. Mit einer 90°-Phasenverschiebung lässt sich jedoch keine Auslöschung begründen. Viele Grüße Michael
Hallo zurück, Michael, >> Aber eigentlich nennen wir so nur einen Effekt, der auf die Wirbelfelder >> im Innern eines Leiters ausgehen. Diese verdrängen den HF-Strom an die >> Oberfläche des Leiters. > Wir sollten uns vergegenwärtigen, dass die Energie beim Ausbreiten der > elektromagnetischen Welle im Feld vorliegt. "Wir sollten"? Bitte keine Versuche der Despotie. Liefere einfach nur glaubhafte Argumente, dann übernehme ich die. Allerdings bilden bisherige Argumente eine hohe Hürde. Vor allem solche, die mit meinen Erfahrungen überein stimmen. Ob Photon oder elektromagnetische Strahlung - beides breitet sich mit Lichtgeschwindigkeit aus und "liegt" daher nicht. Die Energie liefert der Sender, ob ein Elektron nach einem Bahnwechsel oder eine Endstufe. Sobald dieser "Nachschub" ausbleibt, endet "das Feld". Was immer wir mit Feldsonde und Empfänger empfangen, das stammt vom Sender. Falls der Sender eine Stabantenne hat, wechselt in ihr die elektrische Ladung - und dieser Wechsel bewirkt auch in einer zweiten, entfernten Stabantenne Antenne einen Ladungswechsel. Gleichzeitig strahlt die zweite Antenne ihr eigenes Feld aus. Eine Feldsonde an dritter Stelle empfängt die Energie von beiden. Man könnte meinen, die zweite Antenne "verbiege" durch ihre Strahlung das Feld der ersten Antenne, aber das wäre schlampig gedacht. Wir messen nur eine Überlagerung. Nun in das Metall hinein zum Skineffekt: Die Strahlung des Senders bewirkt im metallischen Leiter einen Strom - auch "Wirbelstrom" genannt. Der bewirkt gleich wieder ein neues Feld, das dem ersten entgegen wirkt. Deshalb könnte man meinen, das erste Feld dränge nur ein winziges Stück in das Metall ein. Aber tatsächlich lässt sich das gar nicht beobachten, weil es von dem Feld der Wirbelströme überlagert ist. > Das elektromagnetische Feld > kann nur mehr oder weniger tief in den Leiter eindringen, ehe es seine > Richtung umkehrt. Wir können das nicht messen wegen der Überlagung durch die Wirbelströme. Das Feld kehrt seine Richtung auch nicht um. Die Überlagerung durch die Wirbelströme kann nur dafür sorgen, dass unsere Meßantenne kaum noch was empfängt. > Der Skineffekt beruht auf der Abschirmungswirkung, die > das Metall auf das Feld ausübt. Das (E-)Feld kommt aufgrund der > Leitfähigkeit nicht ins Metall hinein. Wie gesagt, wir können das nicht messen. Im Endeffekt spielt das aber keine Rolle, weil durch die Überlagerung nur noch wenig zu messen ist. > > Das Bild mit den induzierten Stromkringeln, das so gerne für die > Erklärung des Skineffektes bemüht wird, beruht auf reiner Phantasie und > hat mit dem, was physikalisch passiert, nicht das geringste zu tun Da stimme ich zu, solche bildlichen Darstellungen sind nur Annäherungen. Die aber sind besser als gar nichts. > Wenn man versucht, den Skineffekt dadurch zu erklären, dass der > "eigentliche" Strom ein Gegenfeld induziert, begeht man zwei Irrtümer: > 1) denkt man, dass der Strom zuerst überall vorhanden wäre und dann aus > dem Leiter hinausgedrängt würde (das Gegenteil ist der Fall -- das > E-Feld und damit der Strom kommt erst gar nicht komplett in den Leiter > hinein - daher spricht man auch von einer "Eindringtiefe") und > 2) hätte eine im Metall vorhandene Spannung (und dadurch verursachte > Wirbelströme), die vom "eigentlichen" Strom verursacht würde, eine > 90°-Phasenverschiebung zum verursachenden Strom. Mit einer > 90°-Phasenverschiebung lässt sich jedoch keine Auslöschung begründen. Zu 1)a: "überall vorhanden" ist insofern richtig, als wie sich die Strahlung von der Sendeantenne ungehindert ausbreitet. Zu 1)b: "das Feld wird aus dem Leiter heraus gedrängt" ist eine Vereinfachung. In Wirklichkeit wird es nicht heraus gedrängt, sondern im Metall entstehen Wirbelströme, die ein Gegenfeld aufbauen - und unter Umständen ist in der Überlagerung nichts mehr zu messen. Zu 2: Zwischen der Strömen vom Sender und den induzierten Strömen tritt tatsächlich eine Phasenverschiebung auf, die mit den Verlusten zunimmt. Michael, Respekt vor Deiner bildhaften Vorstellungskunst - aber sie beruht besser auf richtigen Deutungen der Maxwell'schen Gesetze und weniger auf den populärwissenschaftlichen Vorstellungen, die wir eher in Wikipedia finden. Aber wer mag schon Maxwell lesen? Der liest sich so trocken. Ciao Wolfgang Horn
Leute, Leute, bitte... Die Herleitung des Skin Effektes mit Maxwell war hier nicht gefragt, das ist wohl den meisten klar und daran gibts auch nichts zu rütteln. Egal wie bildhaft man sich das jetzt vorstellen muss. Meine Frage war ob es zusätzliche Effekte gibt. Danke für die hilfreichen Antworten, das mit der Oberfläche war z.b. ein möglicher zusätzlicher Effekt.
Hi, Skin, > Leute, Leute, bitte... > Die Herleitung des Skin Effektes mit Maxwell war hier nicht gefragt, Klar. Dein Einwand ist verständlich. Aber wer öffentlich eine Frage stellt, der kann nicht verhindern, dass ein Leser diese weiterspinnt und der nächste eine Zusatzfrage stellt, die beantwortet werden muss. Ich bin auch nicht erfreut, herausgefordert zu werden durch eine schräge Frage, verbunden mit "Sendungsbewusstsein". Aber er A sagt, muss auch B sagen. Ciao Wolfgang Horn
Ich habe mal das AKW Gundremmingen besichtigt, und da wurde mir erklärt, dass die fetten Rundmaterialien an die Trafos für den Eigenstrombedarf des Kraftwerks eigentlich Rohre sind, die mit Wasser durchflutet sind ob der Kühlung. Da liegen 27 KV an, Standardausgangsspannung eines haushaltsüblichen AKWs und ein relativ hoher Strom. Ob das hunderte Ampere oder kA sind weiss ich nicht, jedenfalls müssen die Trafos 60...70% der Wärme aus dem zwei 1300 MW-Reaktoren uber Kühlpumpen abfuhren. Man sagte mir, dass das Rohre sind, weil Vollmaterial ob des Skineffektes keinen Sinn macht. Das wäre dann bei 27 KV, 50 Hz und vermutlich kA-Bereich. Also ist der Effekt nicht nur frequenzbedingt.
> Also ist der Effekt nicht nur frequenzbedingt.
Wieso "Also"? Auch bei 50Hz tritt der Skineffekt auf - nicht mal 1cm
Eindringtiefe. Runddrähte größer 2cm Durchmesser ergeben bei 50Hz also
wenig Sinn. Dann nimmt man Litze, Bänder oder halt Rohre. Und Rohre
haben den zusäztlichen Vorteil, dass man Kühlmittel durchpumpen kann ...
Wolfgang H. schrieb: > Was immer wir mit Feldsonde und Empfänger empfangen, das stammt vom > Sender. > Falls der Sender eine Stabantenne hat, wechselt in ihr die elektrische > Ladung - und dieser Wechsel bewirkt auch in einer zweiten, entfernten > Stabantenne Antenne einen Ladungswechsel. > Gleichzeitig strahlt die zweite Antenne ihr eigenes Feld aus. Sei so gut und lies den Rothammel, danach kannst Du hier weiter sülzen.
<RF>, dies ist eine doppelte Watsch'n für deine Frechheiten!
> Sei so gut und lies den Rothammel, danach kannst Du hier weiter sülzen.
Die Ablehhnung gegenüber zeitraubenden Erklärungen teile ich sogar, wenn
die Zeit und die Worte dem Leser wie überflüssige Verschwendung
vorkommen.
Aber wenn ein Teilnehmer eine Frage stellt, dann gehört die entweder
ignoriert oder verständlich beantwortet. Halbe Antworten wären eine
Frechheit. Dasselbe gilt, wenn ich auf keine Frage antworte, sondern
eine fehlerhafte These mit einer richtigstellenden Antithese beantworte.
Solch eine vollständige Antwort als "Gesülze" zu bezeichnen, das ist
eine unerträgiche Verachtung gegenüber dem Fragesteller. Wie schön für
Dich, dass Du Deine Verachtung anonym austeilen kannst.
Schlimmer ist Deine Unterstellung, ich hätte noch nicht einmal Karl
Rothammel gelesen. Diese Unterstellung ist erstens Überheblichkeit: "ich
habe Rothammel gelesen, ich bin was Bess'res als du!" Unfug.
Zweitens ist diese Unterstellung eine fachliche Ablehnung meiner
Erklärung, ohne auf diese einzugehen: "Ich habe recht, aber ich gebe dir
keine Gelegenheit, das zu kritisieren". Das ist ein Schritt der
Verdummung, denn wo mir ein Fehler nachgewiesen werden kann, da gehört
der ähnlich so angezeigt, wie es Lehrer tun.
Aber nur Ablehnung, das ist kindisch.
Zur Bestrafung eine Erklärung, die Dich mit "Gesülze" quält, aber für
diejenigen, die nicht so dumm sterben wollen wie Du: Auch eine
Empfangsantenne strahlt Leistung ab. Weil die empfangene HF-Leistung in
ihr Ladungswechsel bewirken und diese wieder abstrahlen. Ein Vorteil
aktiver Antennen in der Peilantenne: Sie sind elektrisch kurz, geraten
nicht in Resonanz, deshalb ist ihre Kopplung auf benachbarte aktive
Antennen gering - und das steigert die Präzision der Peilung.
Sollte das den fachlichen Punkt Deiner Ablehnung verfehlt haben, dann
drück den bitte weniger schlampig aus.
W.H.
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