Abschlußimpedanz für reflexionsfreie Leitung

Gast #3866416
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Hallo, Forum. Von einer Leitung sind die Belege begannt: R',L',C' und 
G'. Daraus wurde die Impendanz z berechnet. Nun soll die Leitung bei 
500Hz refexionsfrei, durch eine Reihenschaltung von R und C 
abgeschlossen werden. Wie berechne ich die benötigten Werte von R und C? 
Bzw. wann ist die Leitung reflexionsfrei?  Ich hoffe mir kann das jemand 
erklären.

Lieben Dank,

Sergej
#3866865
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Bei verlustfreier Leitung, also ohne R und G, so rechnet man meistens, 
weil es sonst zu kompliziert wird, ist R0, der Wellenwiderstand: Wurzel 
aus L/C. bzw. Wurzel aus L' / C'.

Mit endlichem R bzw. G würde ein komplexer Wellenwiderstand entstehen, 
und das wäre rechnerisch sehr unhandlich.

Bei Leistungsanpassung, also Ri = R0 wird an der Übergangsstelle einer 
Leitung zu einer Last (oder auch in umgekehrter Richtung, Signalquelle 
zu Leitung) das Signal reflexionsfrei übergeben.
Gast #3867264
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Guten Abend zur Hausaufgabenhilfe!

@ Falk Brunner (falk), Stefan (Gast), Peter R. (pnu):

Setzen, 5.
- Aufgabe nicht verstanden! Es geht um 500 Hz, dort gilt die
  schöne Näherung Zw = sqrt(L'/C') nicht...
Persönliche Seite #3867518
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Bei niedrigen Frequenzen verhält sich eine übliche Leitung hauptsächlich 
kapazitiv. Also müßtest du mit einem L kompensieren. Die Impedanz ist 
recht hoch und vor allem viel höher als der Wellenwiderstand.

Allerdings: Normale Leitungen brauchen bei sinnvollen Leitungslängen bei 
dieser Frequenz gar keine Kompensation! Höchstens in der Energietechnik 
wäre deine Frage sinnvoll.
#3887878
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Mit Scilab:

-->sqrt(12+%i*2*%pi*500*720e-6)/(0+%i*2*%pi*500*8.3e-9)
 ans  =

    12466.087 - 133433.94i


Mit Octave:

>> sqrt(12+i*2*pi*500*720e-6)/(0+i*2*pi*500*8.3e-9)
ans = 1.2466e+004 - 1.3343e+005i




Falls du Z_ bei 50Hz statt 500Hz wolltest:

-->sqrt(12+%i*2*%pi*50*720e-6)/(0+%i*2*%pi*50*8.3e-9)
 ans  =

    12520.293 - 1328562.4i
Gast #3890300
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Helmut S. schrieb:
> Der Fragesteller hatte behauptet bei der Anwendung der
> Wellenwiderstandsformel kämen zwei LÖsungen mit negativem Realteil
> heraus. Nachdem man bewiesen hat dass dem nicht so ist schweigt er
> lieber.

Naja hier wurde einfach nur die Wurzel berechnet. (wüßte nicht wie ein 
Taschenrechner das machen sollte) Berechnet man die 2. Wurzel nach 
Moivre (für komplexe Zahlen) kommen zwei Lösungen raus, da die 2.te 
Wurzel gezogen wird.
Gast #3890561
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Abdul K. schrieb:
> Das artet ja aus. Müßte nun selber nachlesen. 2. Wurzel nach
> Moivre -
> nie gehört.

Das was unter dem Wurzelzeichen steht ist eine komplexe Zahl richtig? 
die dritte Wurzel einer komplexen Zahl hat 3 Lösungen, die vierte 4 und 
jetzt kannst du raten, wie das bei der zweiten Wurzel aussieht?
Gast #3891280
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Abdul K. schrieb:
> scilab liefert bei 2.Wurzel nur eine Lösung.

Hmm... deine Beiträge sind sonst immer Kompetent.
Ich kenne "scilab" nicht, ich rechne gerne selber. Wie von Sergej 
bereits erwähnt, die n-te Wurzel einer komplexen Zahl ergibt n-Lösungen. 
Ein Axiom.

Grüsse,
René
Gast #3891318
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Helmut S. schrieb:
> Ich kann dich beruhigen. Du sollst bei dieser Formel nur
>
> Z = +sqrt(...)
>
> nehmen. Es sei denn du bist schlauer als alle Physiker und E-Techniker
> der letzten 100 Jahre. Das wird dir aber keiner abnhemen.

Wen sprichst Du an?

Meine Aussage beruht auf:

Abdul K. schrieb:
> Das artet ja aus. Müßte nun selber nachlesen. 2. Wurzel nach Moivre -
> nie gehört.
>
> Aber seh es so: Wäre R negativ, wäre die Leitung eine Energiequelle.
> Ziemlich unwahrscheinlich.



Dasss nur eine Lösung Sinn macht dürfte auf der Hand liegen.

Grüsse,
R.
Persönliche Seite #3892082
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Rene H. schrieb:
> Abdul K. schrieb:
>> scilab liefert bei 2.Wurzel nur eine Lösung.
>
> Hmm... deine Beiträge sind sonst immer Kompetent.

Danke. Wirst aber schlauere finden...


> Ich kenne "scilab" nicht, ich rechne gerne selber.

Ich kenne scilab auch nicht. Bin aber auch zu faul selbst zu rechnen. 
Lebenszeit ist einfach zu teuer.


> Wie von Sergej
> bereits erwähnt, die n-te Wurzel einer komplexen Zahl ergibt n-Lösungen.
> Ein Axiom.
>

Ja weiß ich. Aber scilab einfach so mal schnell gestartet und ohne Plan 
meinerseits wie es bedient wird, liefert eben nur eine Lösung.
Gast #3892735
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>> Wie von Sergej
>> bereits erwähnt, die n-te Wurzel einer komplexen Zahl ergibt n-Lösungen.
>> Ein Axiom.
>>
>
> Ja weiß ich. Aber scilab einfach so mal schnell gestartet und ohne Plan
> meinerseits wie es bedient wird, liefert eben nur eine Lösung.

Schien mir nicht so...

Abdul K. schrieb:
> Das artet ja aus. Müßte nun selber nachlesen. 2. Wurzel nach
> Moivre -
> nie gehört.
>
> Aber seh es so: Wäre R negativ, wäre die Leitung eine Energiequelle.
> Ziemlich unwahrscheinlich.
Persönliche Seite #3894834
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Danke Christian für deine tolle Darstellung! Als Mathelehrer wärst du 
sicherlich ein Segen.

Allerdings würde ich erwarten, daß ein <ausgereiftes, immerhin 5 Jahre 
altes Programm> Matheprogramm das Ergebnis so liefert das es in einem 
nächsten Schritt als Eingangssignal verwendbar wäre. Warum das so nicht 
ist, würde ich nur verstehen wenn ich scilab tiefer beäugen würde. Ich 
brauche es aber eigentlich nie, da solche Problemstellungen im 
Allgemeinen bei mir mit LTspice gelöst werden.
Also warum kein Vektor als Ausgangssignal, hm, überblicke ich nicht.


Der Kapazitätswert ist ok. Er hat alles in km gerechnet. Pro Meter ist 
800pF für ne normale Leitung typisch. Gerade die Kapazität schwankt aber 
auch recht stark je nachdem die Leitung aufgebaut ist. G kann man im 
Allgemeinen eh 0 setzen. Bleibt L und das erscheint mir auch ok. R sehe 
ich auch kein Problem. Einfacher wärs natürlich wenn einfach mal die 
Leitungsphysik selbst gepostet würde.

Eine typische Leitung hat ab 100KHz langsam den typischen 
Wellenwiderstand (30 bis 500 Ohm). Bei 300KHz ist der dann ordentlich 
ausgebildet und ändert sich bis zur Grenzfrequenz kaum noch. Also 
rechnen wir mal mit 300KHz:
sqrt( (12+%i*2*%pi*300e3*720e-6)/(0+%i*2*%pi*300e3*8.3e-9) )
 ans  =294.53129 - 1.3020888i

Siehe da, 300 Ohm. Das sieht gut aus. Ist nur etwas kapazitiv und 
erfüllt damit obig erwähnte Heaviside-Bedingung nicht vollständig.
#3894878
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> Allerdings würde ich erwarten, daß ein <ausgereiftes, immerhin 5 Jahre
altes Programm> Matheprogramm das Ergebnis so liefert das es in einem
nächsten Schritt als Eingangssignal verwendbar wäre.

@Abdul,
ich versteh gar nicht auf was du hier hinaus willst. Kannst du das mal 
genauer beschreiben?
Persönliche Seite #3895059
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scilab wurd 1989 begonnen und meine Version ist von 2006. Da liegen also 
15 volle Jahre dazwischen + die beiden Teiljahre Anfang/Ende. (Sorry, 
daß ich nur 5 Jahre schrieb). Nach so langer Entwicklungszeit gehe ich 
dann davon aus, daß alle Grundfunktionen vollständig implementiert sind.

Im Allgemeinen möchte man Berechnungen verketten und da ist eine 
Übergabe von Teilrechnung zu Teilrechnung konsistent und vollständig 
sinnvoll. Also wenn die 1. Berechnung einen Vektor als Ergebnis hat, 
sollte der dann in der zweiten Teilrechnung auch als Eingangssignal 
benutzbar sein. Ansonsten verliert man Information.
Warum scilab nur einen Skalar von den zwei <komplexen> Skalaren eines 
zweiteiligen Vektors als Ergebnis liefert, weiß ich nicht. Vielleicht 
schreibt einfach mal jemand von den scilab-Experten was Sache ist. 
Danke.
Gast #3896440
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Abdul K. (ehydra) schrieb:

> Ich weiß gar nicht mehr warum ich 2006 scilab mal installierte.
> Wozu mit 50 noch lange rumärgern?? Meine Uptime ist einfach schon zu
> groß.

Hauptsache man hat noch etwas "Uptime" zu erwarten ;), auch bei 
angekratzter Gesundheit. 50 ist doch ein gefühlt gut durchschnittliches 
Alter hier im Forum. Ärgern sollte man sich möglichst verkneifen, das 
schadet nur. Neugier bewahren ist wichtig. Gelassenheit tut gut. 
Vielleicht fegt der kaukasische Bär uns alle sowieso bald von der 
Erdplatte. Genieße den Rest deiner Zeit. ;)

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