Hallo liebe Mitglieder des Forums, mich bewegt gerade eine rein theoretische Frage. Sie ist leider ein bisschen schräg, ich möchte sie trotzdem hier stellen, weil es hier ein paar Cracks gibt, die sie wohl trotzdem beantworten könnten. Mit ideal im Sinne meiner Frage meine ich nur, dass er nicht oder nur sehr wenig gedämpft ist, alle anderen Eigenschaften sollen real sein. Vielleicht ein supraleitender Schwingkreis? So ein Schwingkreis hat ja eine Resonanzfrequenz, Grundfrequenz. Wenn wir uns jetzt mal vorstellen würden, dass, was in Wirklichkeit auf keinen Fall geht, ich es irgendwie schaffen würde, dass er 100% rein auf einer höheren harmonischen Oberschwingung schwingt, also nicht auf der Grundschwingung und dann entferne ich diese Anregung. Zurück bleibt der Schwingkreis mitsamt Energie, der auf einer verrückten Frequenz schwingt. Würde er in diesem Zustand bleiben oder würde er in Richtung eines Zustandes driften, in dem die Grundschwingung dominiert? Wenn er driften würde: Welche Vorgänge genau würden eine Anregung der anderen Schwingungszustände erlauben? Wenn er nicht driften würde: Warum genau ist eine "Umverteilung" der Energie nicht möglich? Ich bedanke mich für jeden hilfreichen Gedanken dazu. vlg Timm
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Timm R. schrieb: > Wenn wir uns jetzt mal vorstellen würden, dass, was in Wirklichkeit auf > keinen Fall geht, ich es irgendwie schaffen würde, dass er 100% rein auf > einer höheren harmonischen Oberschwingung schwingt, Ein elektrischer Schwingkreis hat keine Oberschwingung.
hinz schrieb: > Ein elektrischer Schwingkreis hat keine Oberschwingung. Nein, hat er nicht. Er meint wohl einen angelegten Generator. @Timm: So, wie Du das scheinbar meinst, funzt das nicht. (Auch nicht ohne die von Dir ja ausgenommenen Nichtidealitäten.) Was da hin- und her- pendelt, ist Energie. Deren Menge wird bestimmt von den Energiespeichermöglichkeiten von L und C im Schwingkreis. Du kannst ihn (theor.) 5 Jahre lang mit Oberwellen anregen, aber nichtsdestotrotz wird gleich nachdem man diese Anregung entfernt (aber wie Du sagtest Energie - zum Teil! - im Schwingkreis beläßt) wechselt er auf die Resonanzfrequenz.
Freie Energie Geschwurbel, anders verpackt...
fxo schrieb: > Oberwellen Verzeihung (ist ja der falsche Begriff, wollte ich in "" setzen): Höherer als Resonanzfrequenz, unabhängig davon, ob ein genaues (und auch ob ein gerad- oder ungeradzahliges) Vielfaches
fxo schrieb: > hinz schrieb: >> Ein elektrischer Schwingkreis hat keine Oberschwingung. > > Nein, hat er nicht. Er meint wohl einen angelegten Generator. > > @Timm: So, wie Du das scheinbar meinst, funzt das nicht. > (Auch nicht ohne die von Dir ja ausgenommenen Nichtidealitäten.) > > Was da hin- und her- pendelt, ist Energie. Deren Menge wird bestimmt > von den Energiespeichermöglichkeiten von L und C im Schwingkreis. > > Du kannst ihn (theor.) 5 Jahre lang mit Oberwellen anregen, aber > nichtsdestotrotz wird gleich nachdem man diese Anregung entfernt > (aber wie Du sagtest Energie - zum Teil! - im Schwingkreis beläßt) > wechselt er auf die Resonanzfrequenz. sehr interessant. Die Diskussion kam auf, weil in einer Diskussion der elektrische Schwingkreis als Analogie zu verschiedenen harmonischen Oszillatoren verwendet wurde. Da ihr euch einig zu sein scheint, ist diese Analogie also wohl Unsinn. Das ist doch schon mal eine Antwort. Danke! vlg Timm P.S. Um freie Energie geht es hier nun wirklich nicht.
fxo schrieb: > N. A. schrieb: >> Freie Energie Geschwurbel, anders verpackt... > > Der Verdacht keimt durchaus auf also ihr habt aber echt eine leicht misanthrope Einstellung, oder?
Also ich bin da komplett ratlos, was soll denn die Frage mit freier Energie zu tun haben? Zu den Antworten: Wenn ich also einen ausschwingenden, also nicht mehr mit einem Erreger verbunden, Schwingkreis an einen Spektrum-Analysator anschließe und äußere Einstrahlungen ausschließe, dann gibt es nur exakt einen Peak, bzw. sind alle Peaks, außer dem einen Artefakte, die durch die Messung und das unperfekte Messgerät entstehen? Warum kann man nicht nachvollziehen, dass das manchem erstaunlich erscheinen mag und muss dann mit schrägen freie-Energie Vorwürfen kommen? Oder geht es darum, dass Oberschwingungen ein falsches Wort ist?
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Timm R. schrieb: > Oder geht es darum, dass Oberschwingungen ein falsches Wort ist? Nein. Du hast geschrieben "idealer Schwingkreis".
hinz schrieb: > Timm R. schrieb: > >> Oder geht es darum, dass Oberschwingungen ein falsches Wort ist? > > Nein. Du hast geschrieben "idealer Schwingkreis". ja! Aber ich habe auch geschrieben, dass das einzige, was ich mit ideal meine, ist, dass keine Dämpfung auftritt. vlg Timm
Timm R. schrieb: > ja! Aber ich habe auch geschrieben, dass das einzige, was ich mit ideal > meine, ist, dass keine Dämpfung auftritt. Dann kannst du auch nicht daran messen.
Meine Güte macht den armen TO doch nicht fertig, das hat nichts mit freier Energie zu tun. Die Antwort auf deine Frage: sobald du die äussere Anregung entfernst schwingt der Schwingkreis auf exakt der Resonanzfrequenz. Ohne Transiente, ohne irgendeinen Wechsel. Denn das Abstellen der äusseren Anregungung ist physikalisch identisch dazu, dass du eine Spule und einen Kondensator mit den gerade in jenem Moment gegebenen Spannungen (Kondensator) bzw. Strömen (Spule) zusammenschliesst. Der Schwingkreis "kann nicht unterscheiden" wie er in diesen Zustand kommt - sein Verhalten ist nur duch die Differenzialgleichungen und deren Anfangswerte bestimmt.
Timm R. schrieb: > [...] > > Die Diskussion kam auf, weil in einer Diskussion der elektrische > Schwingkreis als Analogie zu verschiedenen harmonischen Oszillatoren > verwendet wurde. > > Da ihr euch einig zu sein scheint, ist diese Analogie also wohl Unsinn. > Das ist doch schon mal eine Antwort. Diese Folgerung ergibt sich meiner Meinung nach aus dem Gesagten nicht! Ich sehe keinen Widerspruch zu den Eigenschaften eines konkreten elektr. Schwingkreises noch zu einem abstrakten harmonischen Oszillator. Vielleicht erklärst Du mal im Detail, wie Du auf diese Schlussfolgerung kommst? Setzt man die Definitionen von Wikipedia mal als Ausgangspunkt für die folgende Diskussion voraus, dann ist ein elektr. Schwingkreis ganz präzise eine Beispiel für einen harmonischen Oszillator. Oder definierst Du eines von beiden anders als dort?
>> Ein elektrischer Schwingkreis hat keine Oberschwingung.
Das gilt aber nur, wenn man das auf einen Schwingkreis mit
konzentrierten Elementen (L,C) verengt.
Ein Leitungskreis (Koaxial, Helix, Stripline...) besitzt nicht nur eine
Resonanz auf der Grundfrequenz, sondern ist auch auf allen
ungeradzahligen Harmonischen (3*f, 5*f usw.) resonant.
Daher ist die Fragestellung nicht uninteressant. Keine Ahnung, ob ein
solcher Schwingkreis, z.B. auf 3*f angeregt, evtl. auf die
Grundschwingung umspringen könnte.
MfG, Horst
Timm R. schrieb: > Die Diskussion kam auf, weil in einer Diskussion der elektrische > Schwingkreis als Analogie zu verschiedenen harmonischen Oszillatoren > verwendet wurde. Da gehe ich durchaus mit, diese Analogie ist nichts Neues.
Die interessantere Frage wäre, wann ein solcher Schwingkreis anfängt zu schwingen. Es müsste ja der zugrundeliegenden Theorie nach nur unendlich wenig Energie benötigt werden, damit die Schwingung erhalten bleibt. Ergo: Der Schwingkreis schwingt, sobald er existiert. Theoretisch dürfte es natürlich keinerlei Abstrahlung (Nah-/Fernfeld) geben.
HST schrieb: >>> Ein elektrischer Schwingkreis hat keine Oberschwingung. > > Das gilt aber nur, wenn man das auf einen Schwingkreis mit > konzentrierten Elementen (L,C) verengt. Ein idealer Schwingkreis eben. > Ein Leitungskreis (Koaxial, Helix, Stripline...) besitzt nicht nur eine > Resonanz auf der Grundfrequenz, sondern ist auch auf allen > ungeradzahligen Harmonischen (3*f, 5*f usw.) resonant. Ein Resonator eben. > Daher ist die Fragestellung nicht uninteressant. Keine Ahnung, ob ein > solcher Schwingkreis, z.B. auf 3*f angeregt, evtl. auf die > Grundschwingung umspringen könnte. Nicht wenns ein idealer Resonator ist.
Swinger schrieb: > Die interessantere Frage wäre, wann ein solcher Schwingkreis anfängt zu > schwingen. Es müsste ja der zugrundeliegenden Theorie nach nur unendlich > wenig Energie benötigt werden, damit die Schwingung erhalten bleibt. > Ergo: Der Schwingkreis schwingt, sobald er existiert. Theoretisch dürfte > es natürlich keinerlei Abstrahlung (Nah-/Fernfeld) geben. Ja ist richtig, er schwingt bei unendlich kleiner Anregund aber auch mit einer unendlich kleinen Amplitude. Das dürfte schwierig zu messen sein. :D
Alexander F. schrieb: > Ja ist richtig, er schwingt bei unendlich kleiner Anregund aber auch mit > einer unendlich kleinen Amplitude. Unschärferelation nicht vergessen! > Das dürfte schwierig zu messen sein. Wer ein rechter Experimantalphysiker ist, der kriegt das schon hin.
Alexander F. schrieb: > Ja ist richtig, er schwingt bei unendlich kleiner Anregund aber auch mit > einer unendlich kleinen Amplitude. Das dürfte schwierig zu messen sein. Er schwingt solange, bis alle Energie verbaucht ist.
M. W. schrieb: > Alexander F. schrieb: >> Ja ist richtig, er schwingt bei unendlich kleiner Anregund aber auch mit >> einer unendlich kleinen Amplitude. Das dürfte schwierig zu messen sein. > > Er schwingt solange, bis alle Energie verbaucht ist. ^^^^^^^^^ Energiefresserchen!
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> hinz schrieb >> HST schrieb >> Daher ist die Fragestellung nicht uninteressant. Keine Ahnung, ob ein >> solcher Schwingkreis, z.B. auf 3*f angeregt, evtl. auf die >> Grundschwingung umspringen könnte. > > Nicht wenns ein idealer Resonator ist. Ich habe es gerade mal mit LTspiceXVII simuliert. Die Schwingung auf der 3. Harmonischen beibt immer eine Schwingung mit der 3. Harmonischen. Als Resonator habe ich eine ideale "transmission line" mit Kurzschluss am Ende genommen.
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Woran machst du hier fest, dass der Resonator auf einem Drittel schwingen müsste von dem, was du reintust?
hinz schrieb: > M. W. schrieb: >> Alexander F. schrieb: >>> Ja ist richtig, er schwingt bei unendlich kleiner Anregund aber auch mit >>> einer unendlich kleinen Amplitude. Das dürfte schwierig zu messen sein. >> >> Er schwingt solange, bis alle Energie verbaucht ist. > ^^^^^^^^^ > > Energiefresserchen! Er hat ja nicht geschrieben, dass die Energie vernichtet ist, sondern verbraucht. Im sinne von "steht nicht mehr in brauchbarer Form zur Verfügung". Ernergie wird also sehr wohl "verbraucht", im Gegensatz zu Wasser. Das wird nicht verbraucht.
Swinger schrieb: > hinz schrieb: >> M. W. schrieb: >>> Alexander F. schrieb: >>>> Ja ist richtig, er schwingt bei unendlich kleiner Anregund aber auch mit >>>> einer unendlich kleinen Amplitude. Das dürfte schwierig zu messen sein. >>> >>> Er schwingt solange, bis alle Energie verbaucht ist. >> ^^^^^^^^^ >> >> Energiefresserchen! > > Er hat ja nicht geschrieben, dass die Energie vernichtet ist, sondern > verbraucht. Im sinne von "steht nicht mehr in brauchbarer Form zur > Verfügung". Ernergie wird also sehr wohl "verbraucht", im Gegensatz zu > Wasser. Das wird nicht verbraucht. Ja, er hat nicht "verbraucht" geschrieben. Lies noch mal ganz genau!
Helmut S. schrieb: > Als > Resonator habe ich eine ideale "transmission line" mit Kurzschluss am > Ende genommen. Eine Leitung ist ja auch kein Schwingkreis. In den Anfängen der Computerei hat man Verzögerungsleitungen als Datenspeicher benutzt. Du kannst ein Pendel noch so schnell bewegen, wenn Du losläßt, schwingt es auf seiner Resonanz.
Swinger schrieb: > Er hat ja nicht geschrieben, dass die Energie vernichtet ist, > sondern verbaucht. Im sinne v. "steht nicht mehr in bauchbarer > Form zur Verfügung". Energie wird also sehr wohl "verraucht", > im Gegensatz zu Wasser. Das wird nicht verraucht. (Bitte die Korrekturen nicht zu ernst nehmen.) Selbstverständlich wird Wasser ebenfalls/ebenso verbraucht. (Zugegeben wird auch als Bier ein bedeutender Teil verbaucht.) Nur ist Wasser Materie, und keine Energie. Wasser ließe sich in H und O aufspalten, das ergäbe Treibstoff. Trink-/Brauchwasser ---> (Verbrauch) ---> Abwasser. Wieso genau brachtest Du hier überhaupt Wasser ins Spiel? :-) Peter D. schrieb: > wenn Du losläßt, schwingt es auf seiner Resonanz. Ja, darauf hatte auch ich hinaus wollen. @Timm: War das eine Diskussion ohne weiteren Bezug, oder kannst Du vielleicht weitere Zusammenhänge nennen? Könnte ja sein, daß sich daraus weitere interessante Punkte ergeben. (Nebenbei: Die "ungerechtfertigte Verdächtigung" tut mir zwar leid, dennoch hat (m)eine Abneigung gegen z.B. Freie-Energie- oder Audiofool-Esoterik ... etc. nichts mit Menschenhaß zu tun. Es handelt sich um eine tief verwurzelte Mißgunst gegenüber solchen Bereicherungen_mittels_Falschbehauptungen - & dabei ganz besonders gegenüber den "sich schamlos Bereichernden".)
Peter D. schrieb: > Helmut S. schrieb: >> Als Resonator habe ich eine ideale "transmission line" mit >> Kurzschluss am Ende genommen. > > Eine Leitung ist ja auch kein Schwingkreis. Sie ist kein einfacher LC-Schwingkreis, aber bei nicht korrektem Abschluss (wie in Helmuts Beispiel) dennoch ein schwingungsfähiges Gebilde, in dem sich stehende Wellen ausbilden können. Ein mechanisches Pendant wäre eine Saite eines Musikinstruments. Man kann bspw. bei einer Geige den Grundton unterdrücken, indem man mit einem Finger einen Schwingungsknoten der 2. Harmonischen (also die Mitte der Saite) leicht berührt. Obwohl die Saite immer noch auf ihrer gesamten Länge schwingt, entsteht dadurch ein Ton mit der doppelten Grundfrequenz¹. Wird nun die Anregung durch den Geigenbogen beendet und der den Grundton unterdrückende Finger von der Saite genommen, fällt diese nicht etwa auf ihren natürlichen Grundton zurück, sondern schwingt weiterhin (wegen der fehlenden Anregung gedämpft) mit der doppelten Frequenz. Erst bei erneuter Anregung mit dem Bogen erklingt auch der Grundton wieder. ————————————— ¹) Man nennt solcherart erzeugte Töne Flageoletttöne. Auf ähnliche Weise ist auch eine Vervielfachung der Frequenz um 3, 4, 5 usw. möglich.
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In der Quantenmechanik gibt es Systeme die dem sehr nahe kommen: Sperrt man ein Elektron in einen unendlich hohen Potentialtopf, so können nur Energieniveaus existieren, wo die De-Broglie Wellenlänge stehende Wellen in dem Topf ausbilden kann (oder etwas theoretisch formulierten, die stationäre Schrödinger Gleichung ist nur mit diskreten Energie Niveaus erfüllt werden.) Wenn sich das elektron im z.b. Grundzustand befindet, und man es mit exakt der Korrekten Energie anregt (z.b. mit einem Photon der korrekten Wellenlänge), dann kann es in den höheren Energiezustand wechseln und hat so auch eine kleiner Wellenlänge (oder höhere Frequenz). Prinzipiell kann es durch Abgabe der Energie auch wieder spontan in einen niedrigeren Zustand fallen. So lässt sich z.b. abschätzen wieso bestimmte Farbstoffe nur bestimmte Wellenlängen absorbieren (genau die wo Sprünge möglich sind). Hier gibt dazu noch eine relativ verständliche Erklärung dazu, https://www.leifiphysik.de/atomphysik/quantenmech-atommodell/linearer-potentialtopf
Yalu X. schrieb: > Sie ist kein einfacher LC-Schwingkreis, aber bei nicht korrektem > Abschluss (wie in Helmuts Beispiel) dennoch ein schwingungsfähiges > Gebilde, in dem sich stehende Wellen ausbilden können. Schwingfähiges Gebilde trifft es. Man kann eine Leitung auch mit einer Reihenschaltung vieler einzelner LC-Glieder simulieren. Einen Oszillator aus 5 Invertern 74HC04 kann man auch auf verschiedenen Frequenzen anregen. Die Freqeunz beim Einschalten ist unbestimmt.
Diese Diskussion hätte besser ins das Forum HF, Funk + Felder gehört. Interessant wird die Sache auch, wenn wir nicht ideale, sondern reale Schwingkreise betrachten. Kapazitäten und Induktivitäten haben in der Wirklichkeit immer Nichtlinearitäten und damit immer Oberwellen. Nach Ende einer Oberwellenanregung schwingt der Kreis ohne Übergang auf der Grundwelle weiter mit einem durch die Amplitude bestimmten Oberwellenanteil.
Im Prinzip handelt es sich doch hier um die Anregung in Schwingungsmoden: https://de.wikipedia.org/wiki/Moden In der Mechanik ist es üblich, eine Modalanalyse zu machen, um die Schwingungsmoden zu ermitteln: https://de.wikipedia.org/wiki/Modalanalyse Die Moden eines mechanischen Systems sind nur in Spezialfällen ganzzahlige Vielfache von der Grundfrequenz. Gegenbeispiele: Runde Membrane wie Trommeln, hängedes Seil seitwärts angeregt mit unterschiedlicher Frequenz, ... Frage 1: Wenn das System in ein bestimmtes Mode angeregt wurde, bleibt es in diesem, oder geht es auf das "Grundmode" zurück? (Gibt es sowas wie das Grundmode eigentlich?) Einige haben das hier schon mit "Ja, das System bleibt im angeregtem Mode." beantwortet. Gibt es eine physikalische Gesetzmäßigkeit, die das begründet? (Wie z.B. beim Elektron, dass unterschiedlich viel Energie für die verschiedenen Moden braucht.) Frage 2: Ich sehe keine Grund, weshalb ein elektrisches System nicht auch mehrere Moden haben kann. (Siehe Beispiel mit der Transmission Line) Gibt es in der Elektrotechnik ein Pendant zur Modalanalyse? Ich habe noch nie davon gehört oder stehe gerade voll auf dem Schlauch.
Also - wie immer ist es ein riesen Durcheinander. Jeder labert in seinem Halbwissen dahin. Den Hauptunterschied hat @peda richtig gesagt: Schwingfähige Gebilde Du musst unterscheiden zwischen elementaren schwingfähigen Systemen (Harmonischer Oszillator, Duffing-Oszillator, Van-der-Pol Oszillator) und irgendwelchen Mehrteilchensystemen welche Oszillationen zeigen Letztere werden nahezu immer mehrere Schwingungsmoden haben. Dass diese NICHT ganzzahlig sind, hast du ebenfalls gezeigt (Besselfunktionen und Neumannfunktionen für Kreisrunde symmetrien, Mathieusche für Ellipsen, etc.. ) Ansonsten musst du eben die Elementaren (Differential-)Gleichungen aufstellen und lösen. Das ist die übliche Geschichte mit Neumann/Dirichlet Randbedingungen Ein harmonischer Oszillator aus einem C und einem L hat eben genau EINE Lösung, und zwar wenn die Energie in beiden gleich ist. selbiges mit einem Fadenpendel oder Federpendel. Hängst du zwei Federpendel aneinander oder koppelst du zwei Fadenpendel hast du schon ein schwingfähiges System. Hier eignen sich andere Methoden als die Newtongleichungen auch besser (Lagrange, Hamilton) - auf jeden Fall hast du nun zwei 'Dimensionen' und demnach zwei Schwingfrequenzen. (Pendel schwingen gleichzeitig im Takt oder sie schwingen gegeneinander) Eine schwingende Saite ist eben schon ein komplexes schwingfähiges System und kann als Federpendel mit "unendlich vielen" Federn und Massen genähert werden. Dadurch hat es neben der Amplitude einen weiteren freien Parameter und zwar die Modenzahl n. Genauso wie ein Elektron im (unendlich hohen, sonst wirds ekelig) Kasten. Das ALLERWICHTIGSTE sind in diesem Zusammenhang die Orthogonalitätsbedingungen. Ohne Mathe ist das etwas synthetisch zu erklären weil es sich nicht so schön zeigen lässt dass das Überlappintegral = 0 ist. Hat ein System mehrere Schwingungsmoden und ist linear, dann wird das System niemals von der einen in die andere Schwingung kippen. Eine Gitarrensaite im ersten Flageolettton hält diesen auch verdammt lange bei (deshalb kann ich auch meine Gitarre über Flageoletts stimmen, da der Oberton sehr lange weiterschwingt und ich die andere Saite greifen und anschlagen kann und dann auf minimalste Schwebung stimme. Dass dies andere Probleme mit sich bringt (wohltemperiert) ist eine andere Sache) Die einzige Kopplung (der Moden, nicht gemeint ist die Kopplung der Moden ans elektrische Feld (=zweite Quantisierung)) geschieht eben über jene Nichtlinearitäten. Phosphoreszenz und Fluoreszenz sind schöne Beispiele. Warum leuchten einige Stoffe sehr lange nach, andere überhaupt nicht ? Fluoreszierende Stoffe relaxieren sofort in den Grundzustand und geben dabei Energie (=Licht) ab. Phosphoreszierende Stoffe hingegen leuchten noch Stunden nach. der Grund ist, dass eben dieser Übergang von "hoher Schwingungsmode" zu "niedriger Schwingungsmode" verboten ist. Wie ein übersteuerter Oszillator der auf einer Oberwelle schwingt und niemals (bzw. erst nach Stunden) wieder auf seiner Grundmode schwingt. Die Ursache sind eben jene Orthogonalitätsbeziehungen. Übrigends - der Grund für die Phosphoreszenz, also die Störung, sind hier die Spin-Bahn Wechselwirkung.
Hallo S____R, sehr geile Antwort! Ganz herzlichen Dank! Du hast nicht nur meine Frage beantwortet, sondern auch welche, von denen ich noch gar nicht wusste, dass ich sie habe. @Yalu Der Hinweis auf Flageolet war schonmal sehr super und hat zumindest den Knoten in der Anschauung gelöst. Vielen dank auch an die anderen ernst gemeinten Beiträge. Herzliche Grüße Timm
eric schrieb: > Kapazitäten und Induktivitäten haben in der Wirklichkeit immer > Nichtlinearitäten und damit immer Oberwellen. Hast Du Belege für diese Aussage?!? Ich würde es so formulieren: Kapazitäten und Induktivitäten enthalten in Wirklichkeit immer parasitäre Widerstände die über kurz oder lang jede Schwingung bedämpfen.
Tim schrieb: > Hast Du Belege für diese Aussage?!? Hö ? Es gibt absolut keinen Grund, dass die Antwortfunktion (Suszeptibilität) von Systemen eine schnöde Gerade sein muss. Stell dir vor deine Spule hat keinen Eisenkern sondern eine Kompassnadel im Kern. Bis zu einer gewissen Feldstärke tut sich garnichts, dann macht es langsam 'Klack' und die Nadel, behaupten wir mal verdreifacht die Induktivität da sie nun genau im Feldweg der Magnetfeldlinien ist. Das Modell ist wirklich nicht weit weg von der Realität. Mit Kondensatoren ist es exakt gleich. Die meisten moderne Kondensatoren sind nur eben verdammt gut (MKP, MKS4, etc.). Aber denk dir mal einen Kondensator dessen Dielektrikum aus einem Piezoelektrischen Material besteht. Man kennt es zwar meistens umgedreht, aber wenn du an diesen Kondensator Spannung anlegen würdest, verzieht es dir die Kondensatorplatten was wiederrum die Kapazität ändert. Keramikkondensatoren mit XR7 Material machen genau das (und sind noch extrem ferroelektrisch) Das ist hier schön beschrieben: https://www.edn.com/design/analog/4426318/1/More-about-understanding-the-distortion-mechanism-of-high-K-MLCCs Zusätzlich siehst du auch die verzerrte Sinusform sowie ein Spektrum mit den ganzen Oberwellen. (Es sind 3 Seiten und viel Werbung) Man kann das sehr gezielt mit extra nichtlinearen Kondensatoren ausnutzen. Das ist/war die Basis von Unmengen an Frequenzvervielfachern, halbierern etc. Siehe: http://www.microwave-museum.org/exhibits/mwm0032.htm
S------- R. schrieb: > Es gibt absolut keinen Grund, dass die Antwortfunktion (Suszeptibilität) > von Systemen eine schnöde Gerade sein muss. Das es in der realen Welt Sättigungseffekte an Spulen und Kondensatoren gibt, habe ich auch nicht in Frage gestellt. > Aber denk dir mal einen Kondensator dessen Dielektrikum aus einem > Piezoelektrischen Material besteht. Man kennt es zwar meistens > umgedreht, aber wenn du an diesen Kondensator Spannung anlegen würdest, > verzieht es dir die Kondensatorplatten was wiederrum die Kapazität > ändert. > > Keramikkondensatoren mit XR7 Material machen genau das (und sind noch > extrem ferroelektrisch) Ja, die machen das aber i.d.R. als äußert unerwünschten Nebeneffekt. > Das ist hier schön beschrieben: > https://www.edn.com/design/analog/4426318/1/More-about-understanding-the-distortion-mechanism-of-high-K-MLCCs Hast Du dir die Kurve auf Seite 3 mal genau angeschaut? Erstens ist das eine Simulation, da fehlt mir der 'Beweis' durch Messung, zweitens liegt der Effekt bei -80 dB unter dem Nutzsignal und drittens ist ein Verstärker (OPV) im Spiel. Für einen Generator, der so einen guten Sinus erzeugt, mußt man normalerweise schon ziemlich suchen. (Ein Keysight 33500B ist mit besser -75 dbC bei unter 20 kHz angegeben...) Für mich impliziert der Begriff 'Oberwellen', das da irgendwo PN-Übergänge im Spiel sind, an denen tatsächlich gemischt wird. > Man kann das sehr gezielt mit extra nichtlinearen Kondensatoren > ausnutzen. Das ist/war die Basis von Unmengen an Frequenzvervielfachern, > halbierern etc. > > Siehe: > http://www.microwave-museum.org/exhibits/mwm0032.htm Genau, so wie hier. Das relevante Bauteil ist eine Kapaziätsdiode, also mehr Diode (=PN-Übergang) als Kapazität, und kein passiver Kondensator. An passiven Bauteilen wie Widerständen, Kondensatoren und Spulen entstehen nicht einfach so Oberwellen. Auch wenn die Teile in der Realität nicht perfekt sind.
> An passiven Bauteilen wie Widerständen, Kondensatoren und Spulen > entstehen nicht einfach so Oberwellen. Auch wenn die Teile in der > Realität nicht perfekt sind. Dies Aussage ist völlig falsch da jedes, ich betone das noch mal deutlich, passive Bauteil natürlich Oberteilen erzeugt weil es eben keine idealen Bauteile sind! Es bleibt nur die Frage offen wie hoch der Anteil der Oberwellen im Vergleich zum nutzsignal ist.
Das sehe ich ebenso. Ist halt die Frage der Quantität. Auch ein Plattenkondensator im Vakuum ist nicht beliebig linear, oberhalb seiner Isolationsspannung schlägt er durch. In der alltäglichen Praxis sind aber Oberwellenanteile von -160dB sind nun mal eher als akademisch zu betrachten.
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Mark S. schrieb: > In der alltäglichen Praxis sind > aber Oberwellenanteile von -160dB sind nun mal eher als akademisch zu > betrachten. Ich erhöhe auf -80dB.
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Tim schrieb: > Genau, so wie hier. Das relevante Bauteil ist eine Kapaziätsdiode, also > mehr Diode (=PN-Übergang) als Kapazität, und kein passiver Kondensator. > > > An passiven Bauteilen wie Widerständen, Kondensatoren und Spulen > entstehen nicht einfach so Oberwellen. Auch wenn die Teile in der > Realität nicht perfekt sind. Da liegt ein Missverständnis vor Sie tun genau das. Natürlich kann man an einer krummen Diodenkennlinie, also an einem aktiven Bauteil neue Frequenzen erzeugen. Eine Selbstschwingende Mischstufe mit einer ECC85 macht das neben mir gerade ebenfalls um die 10,7MHz ZF zu generieren. Mit passiven Bauteilen geht das aber genauso ! Siehe Bild (Quelle: https://www.jhuapl.edu/techdigest/views/pdfs/V04_N2_1964/V4_N2_1964_Thompson.pdf) Die Varaktordiode ("Kapazitätsdiode") wird in Sperrrichtung betrieben und einzig wirksam ist die Raumladungskapazität welche eben sehr stark von der dort anliegenden Spannung abhängt. Das Teil wirkt NUR als Kondensator. Die Frequenzen werden tatsächlich aus dem "nichts" generiert. Allein durch die krumme Polarisationskennlinie MÜSSEN sie entstehen. Ein Laserpuls welcher auf einen nichtlinearen Kristall strahlt macht das exakt gleich. Natürlich sind die Effekte klein und es bedarf hoher Feldstärken dafür, dafür hängen die Effekte ja von höheren Potenzen der Feldstärke ab. Idealerweise ist das nichtlineare Bauteil in einem Resonanzkreis hoher Güte.
Tim schrieb: > Hast Du Belege für diese Aussage? Das ist Grundlagenwissen aus dem 1.Semester, genauso wie die Tatsache, dass nach Fourier Nichtlinearität => Verzerrungen => Oberwellen bedeutet. Das muss man nicht erst noch belegen! Kopfschüttel!!! Selbst Luftspule und Luftkondensator verformen sich mechanisch durch Spannung und Strom und verändern dadurch ihre Werte. Für industrielle Kondensatoren und Spulenkerne kann man das in jedem Hersteller-Datenbuch nachlesen. Es ist völlig unwichtig, ob diese Effekte in der Praxis vernachlässigt werden oder nicht, da wir hier nur das Grundsätzliche diskutieren. Eine ordentliche Portion Nachbildung würde Deinem Halbwissen gut tun.
S------- R. schrieb: > Da liegt ein Missverständnis vor Ja, so sieht's aus. Natürlich treten an krummen Kennlinien Modulationseffekte auf. Mea culpa! Trotzdem überwiegen die Effekte durch ESR und ESL beim Kondensator, sowie der Kupferwiderstand und die Windundskapazität bei der Spule. Die bedämpfen viel eher den 'idealen Schwingkreis' des OP, als krumme Kennlinien.
Tim schrieb: > Die bedämpfen viel eher den 'idealen Schwingkreis' des OP, als krumme > Kennlinien. Dämpfung und Nichtlinearität sind 2 völlig verschiedene Dinge. Dass Du das nicht erkennst oder versuchst, Dich damit heraus zu reden, ist bedauerlich - für Dich. Kommentar überflüssig!
S------- R. schrieb: >> >> An passiven Bauteilen wie Widerständen, Kondensatoren und Spulen >> entstehen nicht einfach so Oberwellen. Auch wenn die Teile in der >> Realität nicht perfekt sind. > > Da liegt ein Missverständnis vor > > Sie tun genau das. > > Natürlich kann man an einer krummen Diodenkennlinie, also an einem > aktiven Bauteil neue Frequenzen erzeugen. Eine Selbstschwingende > Mischstufe mit einer ECC85 macht das neben mir gerade ebenfalls um die > 10,7MHz ZF zu generieren. Und da liegst du falsch. Kurt
Timm R. schrieb: > dass er 100% rein auf > einer höheren harmonischen Oberschwingung schwingt, also nicht auf der > Grundschwingung und dann entferne ich diese Anregung. Das geht nicht. Ein Schwingkreis hat nur seine eigene Resonanzfrequenz. Ein Gewicht, das an einer Spiralfeder hängt kann auch nicht auf einer anderen Frequenz weiterschwingen die anders als seine Grundfrequenz ist. Wie ist dann zu erklären, dass z.B. eine Antenne mehrere Resonanzen hat? Oder eine Stimmgabel auch auf vielfachen der Grundfrequenz schwingen kann? Oder ein Quarz...? Kann man mal drauf rumdenken.
Stefan M. schrieb: > Timm R. schrieb: >> dass er 100% rein auf >> einer höheren harmonischen Oberschwingung schwingt, also nicht auf der >> Grundschwingung und dann entferne ich diese Anregung. > > Das geht nicht. > Ein Schwingkreis hat nur seine eigene Resonanzfrequenz. Stimmt. > > Ein Gewicht, das an einer Spiralfeder hängt kann auch nicht auf einer > anderen Frequenz weiterschwingen die anders als seine Grundfrequenz ist. > Stimmt auch. > Wie ist dann zu erklären, dass z.B. eine Antenne mehrere Resonanzen hat? Die Antenne ist ein Laufzeitgebilde, kein RC Resonanzkreis. > Oder eine Stimmgabel auch auf vielfachen der Grundfrequenz schwingen > kann? Ist ebenfalls ein Laufzeitgebilde. > Oder ein Quarz...? > > Kann man mal drauf rumdenken. Der Quarz braucht auch eine frequenzbestimmende Bauteilekombi damit das passiert. Kurt
@Kurt Ganz genau. Damit kann die Physikstunde beendet werden. Oft entstehen Diskussionen auf Basis eine falschen Grundannahme.
Stefan M. schrieb: > Timm R. schrieb: >> dass er 100% rein auf >> einer höheren harmonischen Oberschwingung schwingt, also nicht auf der >> Grundschwingung und dann entferne ich diese Anregung. > > Das geht nicht. > Ein Schwingkreis hat nur seine eigene Resonanzfrequenz. > > Ein Gewicht, das an einer Spiralfeder hängt kann auch nicht auf einer > anderen Frequenz weiterschwingen die anders als seine Grundfrequenz ist. Hmnja, wenn die Schwingung gedämpft ist, ist das formal nicht ganz korrekt. Was du meinst ist schon richtig, aber Dämpfung zieht die Resonanzkurve breiter und damit gibt es eben nicht mehr nur eine einzelne Resonanzfrequenz, sondern einen ganzen Bereich. > Wie ist dann zu erklären, dass z.B. eine Antenne mehrere Resonanzen hat? > Oder eine Stimmgabel auch auf vielfachen der Grundfrequenz schwingen > kann? > Oder ein Quarz...? Physikalisch betrachtet liegt der Grund, den ich am tiefgreifendsten finde, darin dass diese Systeme irgendwo einen Rand haben, also das Medium plötzlich irgendwo aufhört. So etwas hat in der Physik immer eine Menge von charakteristischen Moden, die Vielfache voneinander sind -- das zieht sich von der klassischen Mechanik über die Elektrodynamik bis in die Quantenmechanik. Einzelne charakteristische Frequenzen haben nur Systeme, die auf eine bestimmte Art "weich" sind: eine ideale Feder trifft diese Art genau. </philosophisches Geschwurbel>
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Stefan M. schrieb: > @Kurt > > Ganz genau. > > Damit kann die Physikstunde beendet werden. > Oft entstehen Diskussionen auf Basis eine falschen Grundannahme. Wenn du wüstest wie recht du hast. Das beginnt schon damit das ausgesagt wird das eine *Rechengrösse irgendwelche Realwirkungen erbringen kann/bedingt, für irgendwelche Vorgänge verantwortlich ist, eine Schwingung erhält. Kurt * "Energie"
Timm R. schrieb: > > So ein Schwingkreis hat ja eine Resonanzfrequenz, Grundfrequenz. > > Wenn wir uns jetzt mal vorstellen würden, dass, was in Wirklichkeit auf > keinen Fall geht, ich es irgendwie schaffen würde, dass er 100% rein auf > einer höheren harmonischen Oberschwingung schwingt, also nicht auf der > Grundschwingung und dann entferne ich diese Anregung. Zurück bleibt der > Schwingkreis mitsamt Energie, der auf einer verrückten Frequenz > schwingt. > > Würde er in diesem Zustand bleiben oder würde er in Richtung eines > Zustandes driften, in dem die Grundschwingung dominiert? > > Wenn er driften würde: Welche Vorgänge genau würden eine Anregung der > anderen Schwingungszustände erlauben? > > Wenn er nicht driften würde: Warum genau ist eine "Umverteilung" der > Energie nicht möglich? Hier (ab Seite 7) http://www.bindl-kurt.de/media//DIR_41355/5a9b808147aa43fffff8024fffffff1.pdf ist dargestellt wie sich ein Schwingkreis verhält wenn er angestossen wird/wurde. Es ist auch zu sehen was passiert wenn er dann 'passend' und 'unpassend' bearbeitet wird. (unpassend: die rote Linie) Ein Schwingkreis zeichnet sich dadurch aus das die eingebrachte Unsymmetrie sich innerhalb der LC-Kombi auszugleichen versucht. Diese Ausgleichs(versuche) bedingen die Schwingung und die dabei auftretende Frequenz. Kurt (den Vorgang der Akkumulation und des Ausgleichs erbringt anscheinend eine Erhaltungsgrösse. Diese kann eigentlich nur Bewegung (im weitesten Sinne) sein. Bewegung ist wahrscheinlich die sog: "Erhaltungsgrösse")
Kurt schrieb: > Hier (ab Seite 7) > http://www.bindl-kurt.de/media//DIR_41355/5a9b808147aa43fffff8024fffffff1.pdf > > ist dargestellt wie sich ein Schwingkreis verhält wenn er angestossen > wird/wurde. Da steht nur dein üblicher Crackpotmist.
hinz schrieb: > Kurt schrieb: >> Hier (ab Seite 7) >> http://www.bindl-kurt.de/media//DIR_41355/5a9b808147aa43fffff8024fffffff1.pdf >> >> ist dargestellt wie sich ein Schwingkreis verhält wenn er angestossen >> wird/wurde. > > Da steht nur dein üblicher Crackpotmist. Da steht das was real abläuft. Kurt
Kurt schrieb: > Da steht das was real abläuft. Das steht hier: http://www.crankwatch.com/wiki/index.php/Kurt_Bindl http://www.relativ-kritisch.net/blog/kritiker/hypothesen-die-niemand-braucht-1-kurt-bindl https://www.mikrocontroller.net/attachment/290149/Ladatio_auf_Kurt_Bindl.pdf
hinz schrieb: > Kurt schrieb: > >> Da steht das was real abläuft. > > Das steht hier: > > http://www.crankwatch.com/wiki/index.php/Kurt_Bindl > > http://www.relativ-kritisch.net/blog/kritiker/hypothesen-die-niemand-braucht-1-kurt-bindl > > https://www.mikrocontroller.net/attachment/290149/Ladatio_auf_Kurt_Bindl.pdf Da steht auch was, das was stimmt steht hier. http://www.bindl-kurt.de/media//DIR_41355/5a9b808147aa43fffff8024fffffff1.pdf Kurt
Kurt schrieb: > Da steht auch was, das was stimmt steht hier. > http://www.bindl-kurt.de/media//DIR_41355/5a9b808147aa43fffff8024fffffff1.pdf Nö, da steht der gewohnte Crackpotmist.
Die Ausgangsfrage lässt sich recht einfach beantworten. Ein lineares ungedämpftes schwingungsfähiges System mit dem Freiheitsgrad n hat genau n Eigenfrequenzen. Dabei ist keine bevorzugt. Grundwelle und Oberwellen sind nur rein mathematische Formulierungen die mit den jeweiligen Eigenvektoren (Eigenformen) im Zusammenhang stehen. Auf welcher Frequenz ein solches System tatsächlich schwingt, hängt einzig und allein von der Erregung ab. Wird die Erregung abgeschaltet und die Energie bleibt im System, so schwingt die der jeweils angeregte Mode einfach weiter. Kommt Dämpfung dazu, ist es nicht mehr so einfach. Auch lineare Systeme können bei nichtproportionaler Dämpfung Modenkopplungen aufweisen. Somit werden bis zur vollständigen Energiedissipation die anderen Moden mit angeregt.
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hinz schrieb: > Kurt schrieb: > >> Da steht auch was, das was stimmt steht hier. >> http://www.bindl-kurt.de/media//DIR_41355/5a9b808147aa43fffff8024fffffff1.pdf > > Nö, da steht der gewohnte Crackpotmist. Für dich ist also das was real abläuft Crackpotmist. Naja, auch eine Anschauung. Kurt
Joe G. schrieb: > Die Ausgangsfrage lässt sich recht einfach beantworten. Ja. fxo schrieb: > hinz schrieb: >> Ein elektrischer Schwingkreis hat keine Oberschwingung. > > Nein, hat er nicht. Er meint wohl einen angelegten Generator. > > @Timm: So, wie Du das scheinbar meinst, funzt das nicht. > (Auch nicht ohne die von Dir ja ausgenommenen Nichtidealitäten.) > > Gleich nachdem man diese Anregung entfernt > (aber wie Du sagtest Energie - zum Teil! - im Schwingkreis beläßt) > wechselt er auf die Resonanzfrequenz. Das war(en) imho schon die Antwort(en). Es ging um einen Schwingkreis. Real nahe kommend wäre eine Drossel und ein Kondensator mit je relativ hoher Eigenresonanzfrequenz bei je relativ hohen Nennwerten von L und C. Parasiten also sozusagen vernachlässigbar, nehmen wir an. (Real machbar wohl einfacher im niedrigen Frequenzbereich, also mit sehr hohen Werten L und C.) Was danach besprochen wurde, waren Konstrukte, die anders aufgebaut sind, und sich auch anders verhalten (können und müssen). Die auch z.B. Moden haben können (die so ein v.m.g. Schwingkreis nicht hat). Was Du schreibst, hat imho kaum mit jenem Schwingkreis (und folglich auch nicht der Ausgangsfrage) zu tun, obwohl Du genau das davor hin schriebst...
fxo schrieb: > Was Du schreibst, hat imho kaum mit jenem Schwingkreis (und folglich > auch nicht der Ausgangsfrage) zu tun, obwohl Du genau das davor hin > schriebst... Ist halt der Fall n=1.
hinz schrieb: > Ist halt der Fall n=1. Ja, wenn das der Fall ist. Deshalb auch kaum (statt "nicht"): fxo schrieb: > ...hat imho kaum mit jenem Schwingkreis (...) zu tun. Aber nur dann, und der Rest des Textes beschreibt eben anderes. Ach, was soll's - ich weiß schon, wie es gemeint ist. Paßt halt nicht so ganz zum davorgesetzten "Ausgangsfrage ... beantworten". Trotzdem halte ich jetzt wohl besser mal meine dämliche Klappe.
fxo schrieb: > Aber nur dann, und der Rest des Textes beschreibt eben anderes. Gut, dann nur für n=1. Gegeben sei ein ungedämpftes lineares homogenes System zweiter Ordnung. Also in der ET ein LC-Schwingkreis, in der Mechanik ein Feder-Masse System, in der Hydraulik ein Behälter und eine Rohrleitung usw. Dieses System wird außerhalb seiner Eigenfrequenz harmonisch erregt. Es stellt sich eine ganz konkrete Schwingamplitude genau auf der Erregerfrequenz ein (partikuläre Lösung der Dgl.). Im Volksmund „Das System schwingt auf der Erregung“. Wird nun die Erregung schlagartig ausgeschaltet, liegt mathematisch wieder eine rein homogene Dgl. vor. Allerdings wurde das System bis vor dem Ausschalten erregt. Beide Speicherelemente beinhalten also jeweils eine gewisse Energiemenge. Diese Energiemenge kann nun als Anfangsbedingung für die Lösung der homogenen Dgl. angesehen werden. Da die Lösung der homogenen Dgl. eines Systems mit n=1 genau eine Eigenfrequenz hat, fällt das System genau auf diese Eigenfrequenz zurück. Im Volksmund „ Das System wechselt von der Erregerfrequenz auf seine Eigenfrequenz“.
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fxo schrieb: > Es ging um einen Schwingkreis. Real nahe kommend wäre eine Drossel > und ein Kondensator mit je relativ hoher Eigenresonanzfrequenz bei > je relativ hohen Nennwerten von L und C. Parasiten also sozusagen > vernachlässigbar, nehmen wir an. Das kann ja sehr einfach simuliert werden wenn man der Mathematik nicht glaubt ;-)
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