Hi,
Ich bin gerade von der Leitungstheorie etwas verwirrt und habe daher ein
paar Fragen an euch.
1. Wann ist die Länge der Leitung relevant
Ich weiß, dass der Wellenwiderstand einer Leitung nicht von der Länge
der Leitung abhängt. Wenn ich jetzt einen festen Ausgangswiderstand Ra
habe und möchte den Gesamtwiderstand (Leitung + Ausgang) bestimmen,
wieso ist dann plötzlich die Länge der Leitung wieder relevant?
2. Komplexer Reflexionsfaktor
Wenn der Reflexionsfaktor am Ende einer Leitung reell ist, kann ich mir
sehr anschaulich darunter etwas vorstellen. Leider geht, dass nicht mehr
wenn er komplex wird. Rein mathematisch wird dann die rücklaufende Welle
gegenüber der hinlaufenden Welle phasenverschoben. Hat das irgendwelche
Auswirkungen?
3. Angenommen ich stecke zwei Drähte (aka Lecherleitung) in eine
Steckdose und schließe keinen Lastwiderstand an (offenes Ende). Fließt
da dann Strom auf den zwei Leitungen oder nicht?
Ich denke, dass der Reflexionsfaktor von 1 am offenem Ende, dazu führt,
dass sich eine Stehende Welle ausbildet und sehr wohl Strom fließt. Ich
könnte eine Glühbirne zwischen die Leitungen halten und sie würde
leuchten. Ich finde es nur komisch, weil der Stromkreis ja eigentlich
nicht geschlossen ist.
Entschuldigt, falls euch die Fragen etwas trivial erscheinen, ich habe
es mit Google versucht, bin nur zu keinem befriedigendem Ergebnis
gekommen.
Ich freue mich auf eure Antworten!
Emil schrieb:> Entschuldigt, falls euch die Fragen etwas trivial erscheinen, ich habe> es mit Google versucht, bin nur zu keinem befriedigendem Ergebnis> gekommen.
Welches Ergebnis hätte Dich den befriedigt?
> 3. Angenommen ich stecke zwei Drähte (aka Lecherleitung) in eine> Steckdose und schließe keinen Lastwiderstand an (offenes Ende). Fließt> da dann Strom auf den zwei Leitungen oder nicht?
Gegenfrage: Ist die Grundvoraussetzung für Stromfluß - geschlossener
Stromkreis - erfüllt oder nicht? Was ist überhaupt ein Stromkreis?
> Rein mathematisch wird dann die rücklaufende Welle> gegenüber der hinlaufenden Welle phasenverschoben. Hat das irgendwelche> Auswirkungen?
Was ist Wellenauslöschung? Was ist Interferenz?
Bisher wirkt das Thema Leitungstheorie auf mich noch wie eine Art
Religion - glauben oder nicht glauben. Ich möchte gerne von der Religion
zur Wissenschaft umschwenken, sodass aus glauben verstehen wird. Dann
bin ich befriedigt.
Zum Stromkreis:
Wenn ich mir das Leitungsersatzschaltbild als Vierpol vorstelle, dann
ist der Stromkreis geschlossen über die Querkapazitäten und
Querleitungwerte. Wenn ich mir jetzt aber ganz primitiv die zwei Drähte
nebeneinanderliegend vorstelle, sind die definitiv nicht verbunden. Mit
der Steckdose wollte ich auf den Fall anspielen, dass ich durch das
offene Ende an den Drähten und einer Leitungslänge von Lambda/4 den
Leerlauf umtransformierten kann in einen Kurzschluss. Zumindest aus
Sicht des Generators. Dann hätte ich quasi einen Kurzschluss ohne die
Kabel zu verbinden. Ab hier bin ich wieder stark im Glaubensbereich
unterwegs ;)
Hier ist mir Beispielsweise unklar was dann auf der halben Leitungslänge
zu beobachten ist.
Leitung Lambda/4
Generator ---------------------------- offenes Ende
Beim Generator ist definitiv ein Spannungsknoten und damit ein
"scheinbarer" Kurzschluss. Bei der Hälfte der Leitung ist aber kein
Spannungsknoten und somit liegt dort eine Spannung an. Wenn ich an diese
Stelle jetzt eine Glühbirne halte, müsste sie eigentlich leuchten...
Halte ich die Glühbirne an direkt an den Leitungsanfang leuchtet sie
nicht... Ist das so richtig?
Wellenauslöschung und Interferenz
Die Spannung die auf der Leitung herrscht ist immer als
Überlagerung/Summe von hinlaufender und rücklaufender Welle zu
verstehen. Daher macht eine Phasenverschiebung für die Summe schon einen
enormen Unterschied und kann im Extremfall zur Auslösung führen.
Hi,
nur um noch mal auf dein Beispiel mit den Drähten und der Steckdose
zurück zu kommen.
Überleg mal wo da der Generator steht :)
Und überleg dir mal die Impedanz des Stromnetzes.
Aber Leitungstheorie ist schon nicht einfach. voir allem wenn es dann
über in die Antennentheorie geht wird es ganz komisch :)
Viele Grüße
L
Glauben... vielleicht. Aber mit einem Experiment vorher.
Nimm einem Funktionsgenerator 5..20mHz und speise mit einem kurzen Koax
per T-stueck auf ein Oszilloskop, beobachte die Amplitde.
Dann nimm ein koaxkabel, 5m oder so, und hang das auch an das T-stueck.
Beobachte.
Soviel zur Interferenz.
Hi,
wir reden von einer verlustfreien Leitung?
falls ja:
1. Wann ist die Länge der Leitung relevant
relevant wofür?
Wenn sie beiderseits impedanzrichtig abgeschlossen ist, ist die Länge
egal.
Sonst transformiert sie. Abhängig von Länge zu Frequenz
2. Komplexer Reflexionsfaktor
Hat Auswirkungen. Bei Fehlanpassungen entstehen lokale Strom und
Spannungs Maxima und Minima. "Stehwellen"
3. Angenommen ich stecke zwei Drähte (aka Lecherleitung) in eine
Steckdose
Bei 50 Hz? da muss die Lecherleitung schon laaaaaang werden.
Es fließt natürlich ein paar nA Verschiebungsstrom weil deine "Leitung"
eher ein "Kondensator" ist.
Ist die Frequenz im Verhältnis zur Leitungslänge so, dass nennenswerte
Transformationen auftreten -> siehe 2.
Dann hast Du evtl. stark überhöhte Felder in der Leitung. Koppelst Du
dort Energie aus, ist sie allerdings nicht mehr verlustfrei.
Oh D. schrieb:> Nimm einem Funktionsgenerator 5..20mHz
Mili-Hertz ist wohl eher nicht gemeint, Megahertz schon eher. Und für
Experimente mit einer Lecherleitung auf den Tisch darf es schon in
Richtung 100+ MHz gehen, sonst wird die Leiterlänge die ja
praktischerweise mindestens eine Wellenlänge haben sollte zu lang.
Einfach mal mit der Gleichung:
Wellenlänge = Lichtgeschwindigkeit/Frequenz
spielen.
Ok vielen Dank für alle bisherigen Antworten!
Problem an meinem Steckdosen-Beispiel war, dass die Frequenz zu gering
ist und damit die Leitung deutlich zu lang sein müsste. Okay das behebe
ich jetzt gedanklich ich dem ich (wie vorgeschlagen) die Steckdose durch
einen Signalgenerator mit einer Frequenz von 100Mhz austausche. Jetzt
glaube ich, dass bei einer Leitungslänge von Lambda/4 und einem offenem
Ende ein Kurzschluss an den Leitungsanfang transformiert wird. Folglich
würde die komplette Spannung des Generators an seinem Innenwiderstand
abfallen. Es fließt aber definitiv Strom. Er fließt über die
Querkapazitäten der Leitungen und damit ist der Stromkreis geschlossen.
Gibt es einen Unterschied zwischen Stehwellen und stehenden Wellen?
Nach meinem bisherigem Kenntnisstand bilden sich stehende Wellen nur aus
wenn hin und rückläufige Wellen die gleiche Amplitude haben. Dafür
müsste der Reflexionsfaktor den Betrag 1 haben und kann daher nur durch
Kurzschluss oder Leerlauf am Ende erzeugt werden. Sind Stehwellen, dann
Art stehende Wellen, nur welche bei denen die Amplituden nicht gleich
sind?
schau mal hier:
http://elektroniktutor.de/signalkunde/reflex.html
da kann man schön rumspielen.
Möchtest Du jetzt wissen was in der Leitung passiert?
oder was der Generator "sieht"?
Natürlich kann man einen Leerlauf in einen Kurzschluss transformieren.
Es wird aber so oder keine Leistung übertragen.
Die Leitung, so wie man sie kennt (ideal, verlustfrei) funktioniert nur
wenn der Längsbelag sehr viel kleiner als der Querbelag ist.
Auch bei Gleichstrom oder "kleinen" Frequenzen sehen die
Leitungsgleichungen aueinmal sehr "anders" aus.
https://de.wikipedia.org/wiki/Wellenwiderstand#Frequenzabh.C3.A4ngigkeit_des_Leitungswellenwiderstandes
häng Dich nicht an den Querkapazitäten auf. Es gibt auch noch die
Längsinduktivitäten.
Stehende Wellen und Stehwellen sind das gleiche.
Die treten bei jeder Fehlanpassung auf - je fehlangepasster um so
größer.
i.A. möchte man die nicht haben wegen delektrischen Verlusten,
Spannungsfestigkeit und ohmschen Verlusten an Strombäuchen.
