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Forum: HF, Funk und Felder Leistung und Energie eines Signals


Autor: Micha (Gast)
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Hallo Freunde!
Kann mir mal kurz Jemand sagen, was genau die ENERGIE eines Signals, und 
was die LEISTUNG eines Signals ist?
Eins von beidem war doch das Integral über das Signal zum quadrat, oder?
Sind Energie und Leistung gar das selbe?

Hilfe! :-)

Autor: Bensch (Gast)
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In Physik gründlich geschlafen?

Energie = Leistung * Zeit

Autor: Michael Lenz (hochbett)
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Hallo,

> Kann mir mal kurz Jemand sagen, was genau die ENERGIE eines Signals, und
> was die LEISTUNG eines Signals ist?
> Eins von beidem war doch das Integral über das Signal zum quadrat, oder?
> Sind Energie und Leistung gar das selbe?
Du hast es bei beiden Begriffen mit zwei verschiedenen Klassen von 
Signalen zu tun:
Energiesignalen  (z. B. endliche Signale ohne Singularitäten) und
Leistungssignale (z. B. periodische Signale)

Im wesentlichen sind die Begriffe sehr ähnlich; es ist bloß so, daß der 
Begriff der Signalenergie für ein Leistungssignal nicht sinnvoll ist 
umgekehrt.

Die Energie ist proportional zum Integral über die Signalquadrate.
Die Leistung ist proportional zum Integral über die Signalquadrate einer 
Signalperiode geteilt durch die Länge der Signalperiode
(bzw. zum Grenzwert 1/T * Integrals von -T...T über die Signalquadrate 
für T --> oo).

Schau Dir für die Spezialitäten ein Lehrbuch an, z. B. das folgende:
http://nt.eit.uni-kl.de/lehre/guet/index2.html

Denn es gibt z. B. auch Leistungssignale, die nicht periodisch sind (den 
Dirac-Puls beispielsweise). In dem Fall mußt Du die Definitionen genauer 
nachschlagen.


Gruß,
  Michael

Autor: df1as (Gast)
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>In Physik gründlich geschlafen?

Selber! ;-)

>Energie = Leistung * Zeit

Das ist nur für einen Spezialfall so (Leistung konstant). Allgemein 
gültig ist die Integral-Beziehung.

>Die Energie ist proportional zum Integral über die Signalquadrate.
>Die Leistung ist proportional zum Integral über die Signalquadrate einer
>Signalperiode geteilt durch die Länge der Signalperiode
>(bzw. zum Grenzwert 1/T * Integrals von -T...T über die Signalquadrate
>für T --> oo).

Auch das ist nur für einen Spezialfall gültig, wenn z. B. U ~ I, also 
das Ohmsche Gesetz (das eigentlich gar kein Gesetz ist) gilt. Es gibt 
auch Analogien zu anderen physikalischen Dualgrößen (außer den 
elektrischen). Zugegebenerweise ist das zwar meistens (ungefähr) so - 
muss es aber nicht!

Insgesamt muss ich sagen, dass man sehr wohl von der Energie und der 
Leistung von Signalen (Achtung: Wortherkunft!) sprechen kann, ich aber 
eine Klassifizierung in Energie- und Leistungssignale etwas abwegig 
halte. (Danach wurde hier auch gar nicht gefragt, oder?)

Auch die Aussage aus Kaiserslautern, dass Signalübertragung immer 
Leistung, bzw. Energie bedarf, ist ja nur praktischer Natur (Verluste 
beim Erzeugen, Übertragen, Detektieren). Selbst eine "Stromversorgung" 
fiele dort unter die Überschrift "Signale". Dort wird mir zu viel als 
selbstverständlich angenommen, u. A. ja diese "Signal-Quadrierung". 
Warum belässt man es nicht bei den physikalischen/mathematischen 
Grundlagen? So ist das Ganze für mich ein schlechter Mix aus Theorie und 
Praxis.

Wie auch immer - hat man wieder mal etwas dazugelernt. :-)

Autor: Bensch (Gast)
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> >Energie = Leistung * Zeit

> Das ist nur für einen Spezialfall so (Leistung konstant). Allgemein
gültig ist die Integral-Beziehung.

Nein, diese Gleichung gilt IMMER!

Bei nicht konstanter Leistung muss man nur das Zeitintervall klein genug 
(im Zweifelsfall unendlich klein) wählen und dann aufsummieren. Das 
nennt man dann üblicherweise "integrieren".

Im übrigen sollte das ja auch nur ein Seitenhieb sein für die Aussage:
"Eins von beidem war doch das Integral über das Signal zum quadrat, 
oder?
Sind Energie und Leistung gar das selbe?"
Von Integral schwätzen und den Unterschied zwischen Energie und Leistung 
nicht kennen, naja....

Autor: Michael Lenz (hochbett)
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Hallo,

>>Die Energie ist proportional zum Integral über die Signalquadrate.
>>Die Leistung ist proportional zum Integral über die Signalquadrate einer
>>Signalperiode geteilt durch die Länge der Signalperiode
>>(bzw. zum Grenzwert 1/T * Integrals von -T...T über die Signalquadrate
>>für T --> oo).
>
> Auch das ist nur für einen Spezialfall gültig, wenn z. B. U ~ I, also
> das Ohmsche Gesetz (das eigentlich gar kein Gesetz ist) gilt.
Was Du hier denke ich mißverstehst ist die Tatsache, daß es nicht um die 
Physik, sondern um Informationstechnik geht. Die Begriffe "Energie" und 
"Leistung" sind zwar aus der Physik entlehnt, es geht aber mitnichten um 
Energieübertragung, sondern um Methoden, Signale zu beschreiben und zu 
übertragen. Statt Energiesignal kannst Du auch "quadratintegrables 
Signal" schreiben, oder "Element aus L²(R)", falls das in diesem 
Zusammenhang paßt.

Ich denke, Du verbeißt Dich hier in eine Wortklauberei und kritisierst 
mehr die Wörter (Ohmsches Gesetz, Energie, Leistung) als die Inhalte.


Gruß,
  Michael

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