Hallo @all, ich hätte eine Frage bezüglich der Antennenanpassung. In "Grundlagen der Elektrotechnik" behandelten wir das Thema ausgiebig jedoch stellt sich mir eine Frage. Wieso passe ich die Antenne immer nur an meinem Empfänger bzw. Sender(50 Ohm) an und nicht an den Freiraum(120*pi Ohm) indem die Welle übertragen wird. Wenn ich ein Signal über ein Kupferkabel übertragen möchte, pass ich ja den Sende/Empfänger und das Kabel zusammen an, damit keine Reflexionen auftreten?! Oder sind die Reflexionen, welche beim Übergang von Antenne in den freien Raum auftreten vorhanden aber (in den meisten Fällen) "vernachlässigbar"?
Stefan Schmidt schrieb: > Wieso passe ich die Antenne immer nur an meinem Empfänger bzw. Sender(50 > Ohm) an und nicht an den Freiraum(120*pi Ohm) indem die Welle übertragen > wird. Der Freiraum-Wellenwiderstand ist doch nur eine Bezugsgröße, die das Verhältnis von E- und H-Feld einer elektromagnetischen Welle beschreibt. Ein wirklicher „Widerstand“ ist das nicht. Da das Verhältnis ohnehin erst unter Fernfeldbedingungen gilt, hat er für die Antenne keine unmittelbare Bedeutung.
Stefan Schmidt schrieb: > Wieso passe ich die Antenne immer nur an meinem Empfänger bzw. > Sender(50 Ohm) an und nicht an den Freiraum(120*pi Ohm) indem > die Welle übertragen wird. Tust Du doch. Die geometrischen Abmessungen der Antenne passen nur für den Freiraum. Die Antenne ist das Transformationsglied, das das Kabel an den Freiraum anpasst.
Jörg Wunsch schrieb: > Stefan Schmidt schrieb: >> Wieso passe ich die Antenne immer nur an meinem Empfänger bzw. Sender(50 >> Ohm) an und nicht an den Freiraum(120*pi Ohm) indem die Welle übertragen >> wird. > > Der Freiraum-Wellenwiderstand ist doch nur eine Bezugsgröße, die > das Verhältnis von E- und H-Feld einer elektromagnetischen Welle > beschreibt. Ein wirklicher „Widerstand“ ist das nicht. > > Da das Verhältnis ohnehin erst unter Fernfeldbedingungen gilt, hat er > für die Antenne keine unmittelbare Bedeutung. Danke! Zu exakt dem selben Schluss sind wir eben auch in der Diskussion gekommen. Immerhin, das bestätigt, dass mein (Halb)Wissen richtig war! Edit: Wie sieht es bei den Hornantennen aus? - Dort wird am Ausgang die Antenne am Ausgang abgestuft, um den "Übergang" zwischen Antenne und Freiraum zu verbessern und Reflexionen zu vermindern. Oder habe ich dort etwas falsch verstanden? Nachtrag 2: Sprich, ich habe einmal den Übergang zwischen Kabel und Hohlleiter und dann nocheinmal von Hohlleiter in den Freiraum?!
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Stefan Schmidt schrieb: >> Da das Verhältnis ohnehin erst unter Fernfeldbedingungen gilt, >> hat er für die Antenne keine unmittelbare Bedeutung. > > Danke! Zu exakt dem selben Schluss sind wir eben auch in der > Diskussion gekommen. Immerhin, das bestätigt, dass mein > (Halb)Wissen richtig war! Das bedeutet also im Umkehrschluss, dass ich eine gegeben Antenne vom Freiraum (eps_r = 1) in ein Medium mit eps_r >1 verlagern kann, ohne dass sich an der Anpassung etwas ändert, ja?
Possetitjel schrieb: > Stefan Schmidt schrieb: > >>> Da das Verhältnis ohnehin erst unter Fernfeldbedingungen gilt, >>> hat er für die Antenne keine unmittelbare Bedeutung. >> >> Danke! Zu exakt dem selben Schluss sind wir eben auch in der >> Diskussion gekommen. Immerhin, das bestätigt, dass mein >> (Halb)Wissen richtig war! > > Das bedeutet also im Umkehrschluss, dass ich eine gegeben Antenne > vom Freiraum (eps_r = 1) in ein Medium mit eps_r >1 verlagern > kann, ohne dass sich an der Anpassung etwas ändert, ja? Ist diese Frage an mich oder an alle gerichtet?
Stefan Schmidt schrieb: > Possetitjel schrieb: >> Stefan Schmidt schrieb: >> >>>> Da das Verhältnis ohnehin erst unter Fernfeldbedingungen gilt, >>>> hat er für die Antenne keine unmittelbare Bedeutung. >>> >>> Danke! Zu exakt dem selben Schluss sind wir eben auch in der >>> Diskussion gekommen. Immerhin, das bestätigt, dass mein >>> (Halb)Wissen richtig war! >> >> Das bedeutet also im Umkehrschluss, dass ich eine gegeben Antenne >> vom Freiraum (eps_r = 1) in ein Medium mit eps_r >1 verlagern >> kann, ohne dass sich an der Anpassung etwas ändert, ja? > > Ist diese Frage an mich oder an alle gerichtet? :) Die (rhetorische) Frage ist an alle Diskussionsteilnehmer gerichtet. Ich halte Jörgs Umkehrschluss nämlich für nicht zutreffend.
Possetitjel schrieb: > Ich halte Jörgs Umkehrschluss nämlich für nicht zutreffend. Ja, das sehe ich auch so. Eine Antenne kann man als Koppel-Glied betrachten, das die Signale vom Kabel in eine elektromagnetische Welle überträgt und andersherum. Zum Kabel hin hat die Antenne eine Impedanz, die dem Wellenwiderstand des Kabels entspricht und zur Luft hin hat die Antenne eine Impedanz, die dem Freiraumwellenwiderstand entspricht. Das ist also vergleichbar zu einem Übertrager, der zwei Kabel mit unterschiedlichem Wellenwiderstand verbindet. Der ist auch gleichzeitig an zwei verschiedene Impedanzen angepasst.
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Johannes E. schrieb: > Zum Kabel hin hat die Antenne eine Impedanz, die dem Wellenwiderstand > des Kabels entspricht und zur Luft hin hat die Antenne eine Impedanz, > die dem Freiraumwellenwiderstand entspricht. Allerdings machst du die Anpassung an das Freifeld ja schon, indem du die Dimensionen der Antennenelemente berechnest. Dort geht ja das Freifeld schon mit ein.
Bei der Unterhaltung halte ich mich an dieser Stelle etwas im Hintergrund und verfolge das ganze, denn um (fundiert) mitdiskutieren zu können fehlt mir ganz ehrlich noch etwas das Wissen bzw. das Verständnis. Versteht mich nicht falsch, ich kann das alles sehr gut nachvollziehen und gerade die letzte Erklärung von cpt_nemo fand ich sehr gut und hat schon beigetragen, den Nebel weiter zu lichten! Aber mir fehlt noch ein bisschen das Fundament für eine richtige Diskussion.
Possetitjel schrieb: > Ich halte Jörgs Umkehrschluss nämlich für nicht zutreffend. Ich lass mich da gern korrigieren.
Verkürzungsfaktor wegen eps_r>1: V=1/sqrt(eps_r) Wellenwiderstand Z=sqrt(µ_0/(eps_0*eps_r))
npn schrieb: > Johannes E. schrieb: >> Zum Kabel hin hat die Antenne eine Impedanz, die dem Wellenwiderstand >> des Kabels entspricht und zur Luft hin hat die Antenne eine Impedanz, >> die dem Freiraumwellenwiderstand entspricht. > > Allerdings machst du die Anpassung an das Freifeld ja schon, indem du > die Dimensionen der Antennenelemente berechnest. Dort geht ja das > Freifeld schon mit ein. Die Dimensionen der Antennenelemente bestimmen die Resonanzfrequenz der Antenne, natürlich in Verbindung mit dem Epsilon und Mu des Freiraums. Über die Ankopplung des Kabels an die Antenne kann die Impedanz beeinflust werden, die man am Anschlusspunkt sieht, also die Impedanz aus Sicht des Kabels. Wenn man an eine Antenne, die für eine 50 Ohm Leitung gemacht ist, eine Leitung und einen Abschluss mit z.B. 100 Ohm anschließt, dann wird damit auch die Anpassung der Antenne an das Freifeld verschlechtert, die Antenne "entzieht" dann dem Freifeld nur noch eine kleinere Leistung. Die Anpassung an das Freifeld geschieht also nicht nur durch die Dimensionen der Antenne, sondern auch über den korrekten Abschluss am Kabel.
Johannes E. schrieb: > Wenn man an eine Antenne, die für eine 50 Ohm Leitung gemacht > ist, eine Leitung und einen Abschluss mit z.B. 100 Ohm anschließt, > dann wird damit auch die Anpassung der Antenne an das Freifeld > verschlechtert, die Antenne "entzieht" dann dem Freifeld nur > noch eine kleinere Leistung. Naja, Eingangs- und Ausgangsport eines Vierpoles beeinflussen sich natürlich. Ich denke aber, das geht schon weit über die Ursprungsfrage hinaus, die da sinngemäß lautete: "Warum wird immer nur die Elektronik an die Antenne und nie die Antenne an den Freiraum angepasst?" Die Antwort darauf lautet wohl: "Die Frage ist falsch gestellt, denn normalerweise wird die Antenne an den Freiraum angepasst. Unter Wasser oder in Epoxidharz eingegossen funktionieren üblichen Antennen nicht mehr (richtig)."
>> Danke! Zu exakt dem selben Schluss sind wir eben auch in der >> Diskussion gekommen. Immerhin, das bestätigt, dass mein >> (Halb)Wissen richtig war! > > Das bedeutet also im Umkehrschluss, dass ich eine gegeben Antenne > vom Freiraum (eps_r = 1) in ein Medium mit eps_r >1 verlagern > kann, ohne dass sich an der Anpassung etwas ändert, ja? Ja, solange du berücksichtigst, das c = 1/ SQRT(my_0 my_r epsilon_o * epsilon_r) ist.
Possetitjel schrieb: > Ich denke aber, das geht schon weit über die Ursprungsfrage > hinaus, die da sinngemäß lautete: "Warum wird immer nur die > Elektronik an die Antenne und nie die Antenne an den Freiraum > angepasst?" > Die Antwort darauf lautet wohl: "Die Frage ist falsch gestellt, > denn normalerweise wird die Antenne an den Freiraum angepasst. > Unter Wasser oder in Epoxidharz eingegossen funktionieren > üblichen Antennen nicht mehr (richtig)." Einmal mehr vielen Dank für deine Hilfe! Natürlich auch vielen Dank an alle, die sich an der Diskussion beteiligt haben! Auch wenn meine Frage vollkommen beantwortet wurde (die Hinweise und Stichworte in Kombination mit einschlägiger Literatur haben den Nebel sehr viel dünner werden lassen) würde ich der Diskussion einfach noch einen freien Lauf lassen und sie weiter verfolgen.
Stefan Schmidt schrieb:
> Stichwort... Nebel
Bei Nebel oder Regen hat so manche Antenne ein anderes SWR als bei
trockenem Wetter.
Jörg Wunsch schrieb: > Der Freiraum-Wellenwiderstand ist doch nur eine Bezugsgröße, die > das Verhältnis von E- und H-Feld einer elektromagnetischen Welle > beschreibt. Ein wirklicher „Widerstand“ ist das nicht. Wobei zu klären ist, was ein gefühlter "wirklicher" Widerstand ist. Nach Ohm ist es der Quotient aus Spannung und Strom. Der Feldwellenwiderstand im Vakuum ist auf jeden Fall ein reeller Widerstand. Er ist zwar nicht dissipativ, das heißt er "verbraucht" keine Energie indem er sie in Wärme umwandelt, aber trotzdem reell (Strom und Spannung in Phase). Dividiert man die elektrische Feldstärke [V/m] durch die dazugehörige magnetische Feldstärke [A/m] einer elektromagnetischen Welle,so entsteht der Dimension nach ein Widerstand [V/A] = [Ohm] (m kürzt sich raus). Gleiches gilt auch für den Wellenwiderstand einer verlustlosen Leitung. An einer sehr langen verlustlosen Leitung (= so lange keine Reflexion am Leitungseingang eintrifft) könnte man deren Wellenwiderstand "mit dem Ohmmeter" messen. Ein geeignetes schnelles Ohmmeter nennt man Impulsreflektometer :-) Grüße
Heinz Wäscher schrieb: > Der Feldwellenwiderstand im Vakuum ist auf jeden Fall ein reeller > Widerstand. Er ist zwar nicht dissipativ, das heißt er "verbraucht" > keine Energie indem er sie in Wärme umwandelt, aber trotzdem reell > (Strom und Spannung in Phase). Nein, das ist eben nicht so. Im freien Raum gibt es keinen Strom und keine Spannung, sondern "nur" elektrische und magnetische Felder. Der Feld-Wellenwiderstand ist definiert als der Quotient der elektrischen Feldstärke geteilt durch die magnetische Feldstärke (E/H), was im Ergebnis (zufällig) auch wieder V/A, also Ohm ergibt. Es ist aber trotzdem eine willkürliche Festlegung und hat mit dem Wellenwiderstand in einer Leitung erst mal nichts zu tun. Man hätte den Feld-Wellenwiderstand z.B. auch als E/(Pi*H) definieren können, dann hätte man mit 120 Ohm statt 376 Ohm einen anderen Zahlenwert erhalten. Nur das Verhältnis der elektrischen zur magnetischen Feldstärke ist im Vakuum durch die Natur vorgegeben, ist also "wirklich". Die Zahlenwerte bzw. Widerstandswerte sind Definitionssache.
Das Widerspricht nicht der Tatsache, das der Wellenwiderstand im Vakuum reel, also nicht komplexwertig ist. Da U und I sich unter Angabe von Rahmenbedingungen in E und H umrechnen lassen (Also einen analytischen Zusammenhang aufweisen) macht die Definition mit E/H durchaus Sinn. Dahingegen würde eine Definition E/(Pi*H) keinen Sinn machen.
Johannes E. schrieb: > Es ist aber trotzdem eine willkürliche Festlegung und hat mit dem > Wellenwiderstand in einer Leitung erst mal nichts zu tun. Der Feldwellenwiderstand ist keine willkürliche Festlegung, sondern eine physikalische Konstante, die aus Naturkonstanten hergleitet ist; er hat die Dimension Ohm. Und er hat natürlich etwas mit dem Wellenwiderstand einer Leitung zu tun. Denn der Energietransport auf einer Leitung erfolgt nach Maxwell und Poynting durch Ausbreitung einer elektromagnetischen Welle (TEM) entlang der Leitung. Nur Permeabilität und Permittivität des Übertragungsmediums unterscheiden sich vom Vakuum, die Gesetzmäßigkeiten sind die Gleichen. Und zweifelsohne ist er ein reeller Wirkwiderstand.(Halt kein kleines Röllchen mit Drähten und Farbringen dran, das warm wird, wenn Strom durchfließt, so wie Klein-Hänschen es sich vorstellt) Der Feldwellenwiderstand setzt keine Energie in Wärme um und erhöht die Entropie, sondern die Energie bleibt im EM-Feld, wird nur im Raum verteilt. LG
knallbaer schrieb: > macht die > Definition mit E/H durchaus Sinn. Dahingegen würde eine Definition > E/(Pi*H) keinen Sinn machen. Ja, das ist richtig. Deswegen wurde das auch mit E/H definiert und nicht anders. Es ist aber trotzdem eine von Menschen gemachte Definition und keine Naturkonstante. Heinz Wäscher schrieb: > Der Feldwellenwiderstand ist keine willkürliche Festlegung, sondern > eine physikalische Konstante, die aus Naturkonstanten hergleitet ist; er > hat die Dimension Ohm. Das Verhältnis von E-Feld zu H-Feld ist die physikalische Konstante, soweit stimme ich dir zu. Wie daraus der Feldwellenwiderstand berechnet wird, ist Definitionssache. Man hätte das auch wie in meinem obigen Beispiel als E/(Pi*H) definieren können und das Ergebnis hätte auch die Einheit Ohm gehabt, allerdings einen anderen Zahlenwert. Die Definition E/H wurde vermutlich deshalb gewählt, weil das die sinnvollste Definition ist und weil damit ähnliche Formeln verwenden können wie bei der Rechnung mit Strömen und Spannungen (z.B. I = U/R, P = R*I², ... -> H = E/Z0, Leistungsdichte S = Z0*H², ...). > Denn der Energietransport auf > einer Leitung erfolgt nach Maxwell und Poynting durch Ausbreitung einer > elektromagnetischen Welle (TEM) entlang der Leitung. Der Wellenwiderstand einer Leitung berechnet sich direkt aus Strom und Spannung. Das Feld, das sich entlang der Leitung als Welle ausbreitet, wird definiert durch die elektrische und magnetische Feldstärke. Und diese Größen hängen zwar von Strom und Spannung in der Leitung ab, aber auch von der Leitungsgeometrie. In einer Leitung unterscheidet sich also der elektrische Wellenwiderstand vom Feldwellenwiderstand, auch im Vakuum und ohne Dielektrikum. > Nur Permeabilität und Permittivität des Übertragungsmediums > unterscheiden sich vom Vakuum, die Gesetzmäßigkeiten sind die Gleichen. Wenn das so wäre, dann müsste jede Leitung mit Epsilon_r = 1 und Mu_r = 1 einen Wellenwiderstand gleich dem Vakuum-Feldwellenwiderstand haben. Auch wenn die prinzipiellen Gesetzmäßigkeiten die gleichen sind, und wenn die Definition vom Wellenwiderstand einer Leitung sehr ähnlich zur Definition des Feldwellenwiderstandes einer elektromagnetischen Welle im freien Raum ist, sind es trotzdem zwei voneinander unabhängige Definitionen, die nur "Zufällig" die gleiche Einheit haben.
Das sehe ich anders. Die Definition des Feldwellenwiderstandes ist keine, sondern leitet direkt analytisch aus der allgemeinen Definition des Widerstandes ab:
ab.
Johannes E. schrieb: > Das Feld, das sich entlang der Leitung als Welle ausbreitet, > wird definiert durch die elektrische und magnetische Feldstärke. Und > diese Größen hängen zwar von Strom und Spannung in der Leitung ab Nach Maxwell ist es gerade umgekehrt. Die Feldtheorie sieht bewegliche Felder als Ursache und Ströme und Spannung als Wirkung. Aber deratige Modellvorstellungen müssen wir nicht weiter diskutieren. Das ist in den neueren Lehrbüchern der Hochfrequenztechnik ausführlich beschrieben und besser hergeleitet als es hier möglich ist. Maßgeblich für die ursprüngliche Frage des Threadopeners ist: Der Feldwellenwiderstand ist ein reeller Wirkwiderstand, sonst könnte er keine Energie aufnehmen. (Was er erfahrungsgemäß tut, sonst könnten wir nicht Radio hören oder mobil telefonieren) Die Funktion der Antenne ist modellhaft darstellbar als Transformationsglied zwischen ihrer Fußpunkt-/Eingangsimpedanz und dem Feldwellenwiderstand. Grüße
knallbaer schrieb: > Die Definition des Feldwellenwiderstandes ist > keine, sondern leitet direkt analytisch aus der allgemeinen Definition > des Widerstandes ab ... Die allgemeine Definition des Widerstands beschreibt das Verhältnis zwischen Spannung und Strom in einem elektrischen Leiter bzw. in einem konzentrierten Bauteil. Wenn sich eine Welle im Raum ausbreitet, dann gibt es doch keine Spannung und keinen Strom, sondern nur Felder. Wie kann man das jetzt analytisch ableiten?
Johannes E. schrieb: > knallbaer schrieb: >> Die Definition des Feldwellenwiderstandes ist >> keine, sondern leitet direkt analytisch aus der allgemeinen Definition >> des Widerstandes ab ... > > Die allgemeine Definition des Widerstands beschreibt das Verhältnis > zwischen Spannung und Strom in einem elektrischen Leiter bzw. in einem > konzentrierten Bauteil. > Wenn sich eine Welle im Raum ausbreitet, dann gibt es doch keine > Spannung und keinen Strom, sondern nur Felder. Wie kann man das jetzt > analytisch ableiten? Ich empfehle Fachliteratur, z.B. "Microwave Engineering" von David M. Pozar, da sehr gute Grundlagen-Aufbereitung. > zwischen Spannung und Strom in einem elektrischen Leiter bzw. in einem > konzentrierten Bauteil. Nein. Die Quelle möchte ich lesen, die die den allgemeinen Widerstand so definiert.
Johannes E. schrieb: > Die allgemeine Definition des Widerstands beschreibt das Verhältnis > zwischen Spannung und Strom in einem elektrischen Leiter bzw. in einem > konzentrierten Bauteil. Das ist die allgemeine Definition des Widerstandes wie sie ein Elektriker in der Berufsschule kennenlernt. Die Definition des Widerstandes auf die Vorgänge in einem elektrischen Leiter zu beschränken ist zu kurz gesprungen. Energie wird durch elektromagnetische Felder übertragen - auch ohne Beteiligung eines Leiters. Es wird uns doch noch gelingen genügend Abstraktionsvermögen aufzubringen, dass bei der Bildung des Quotienten aus elektrischer Feldstärke und magnetischer Feldstärke (V/m)/(A/m) sich m rauskürzt und im Ergebnis V/A mit der Dimension [Ohm] also ein reeller Widerstand ergibt. Auch ohne elektrischen Leiter.
Z = sqrt(XL*XC) = sqrt(L/C), weit und breit weder U noch I zu sehen.
Heinz Wäscher schrieb: > sich m rauskürzt Klar kürzt es sich raus, aber das ist und bleibt doch erstmal reine Rechnerei. Inwiefern das, was sich dabei ergibt, ein Widerstand ist, ist eine reine Definitionsfrage (trifft natürlich auf den Wellenwiderstand eines Kabels genauso zu). Letztlich ist der Wellenwiderstand ein Modell, nicht mehr und nicht weniger. Wenn du schreibst: Heinz Wäscher schrieb: > Der Feldwellenwiderstand ist ein reeller Wirkwiderstand, sonst könnte er > keine Energie aufnehmen. … wird das sehr deutlich. Er nimmt ja nicht wirklich „Energie auf“, sondern die Energie wird durch das Feld woanders hin transportiert. Der Feldwellenwiderstand beschreibt nur ein Teil der Zusammenhänge bei diesem Transport.
Jörg Wunsch schrieb: > Er nimmt ja nicht wirklich „Energie auf“, sondern die Energie wird > durch das Feld woanders hin transportiert. Und was macht ein ohmscher Widerstand? Er nimmt auch nicht wirklich "Energie auf" sondert transportiert sie nur in eine andere Form. Sie ist ja noch da! Man muss sich beim Widerstandsbegriff von althergebrachten Denkmustern lösen. Und natürlich ist das ein Modell. Die ganze Elektrotechnik ist ein Modell. Kein Mensch hat bislang ein Elektron einen Leiter entlangkullern gesehen und doch wird hier so argumentiert, als ob das eine selbstverständliche Tatsache wäre auf die sich Alles gründet.
Heinz Wäscher schrieb: > Er nimmt auch nicht wirklich "Energie auf" sondert transportiert sie nur > in eine andere Form. Sie ist ja noch da! Aber nicht reversibel. Beim Feld schon, du nimmst wieder eine Antenne, und bekommst einen Teil davon zurück. Du kannst aber keinen ohmschen Widerstand neben den legen, der da warm wird, und an seinen Klemmen wieder eine elektrische Leistung abgreifen, die der von ihm aufgenommenen Wärme entspricht. > Und natürlich ist das ein Modell. Dann ist das der kleinste gemeinsame Nenner, auf den wir uns problemlos einigen können. ;-)
Jörg Wunsch schrieb: > Letztlich ist der Wellenwiderstand ein Modell, nicht mehr und nicht > weniger. Allerdings ein Modell, das die Wirlichkeit sehr gut abbidlet, denn es lässt sich messtechnisch gut verifizieren. Machen wir doch das alte Gedankenexperiment. Wir haben eine Leitung mit dem Wellenwiderstand Z=50 Ohm. Sie sei unendlich lang und verlustlos. Wenn ich jetzt eine 9V Batterie an die Leitung klemme, wird ein Strom von 9V/50 Ohm = 180mA fließen! Oder messe ich mit einem Vielfachinstrument von Reichelt, das den Quotienten zwischen Spannung und Strom direkt als Widerstand anzeigt in die Leitung, wird das Instrument 50 Ohm anzeigen. Und so lange keine reflektierte Welle zurückkommt, die die Impedanzverhältnisse am Leitungseingang grundsätzlich verändert (was aber nicht eintreten wird, weil die Leitung ja angenommen unendlich lang und verlustlos ist) wird weiterhin ein Strom in die Leitung fließen, der dem Quotienten U/I entspricht.Die Leitung weist also einen realen Widerstand aufw und sie wird Energie aufnehmen. Nichts Anderes passiert mit dem Engergiefluss über Elektromagnetiche Wellen im Raum. Nur dass dort der Quotient zwischen el. Feldstärker und mag. Feldstäkre nicht 50 Ohm, sonder ca 377 Ohm beträgt. Abstrahieren wir doch am besten die Definition des Widerstandes als den Quotienten zwischen U und I. Dann können wir damit sowohl die Vorgänge in Leitern, als auch auf Leitungen und im Raum damit zufriednstellend erschlagen.
knallbaer schrieb: > Alles in der Physik ist nunmal ein Modell Nö, die Wärme, die der Widerstand umsetzt, kann ich ganz und gar körperlich spüren, das ist nicht nur ein Modell …
Jörg Wunsch schrieb: > Du kannst aber keinen > ohmschen Widerstand neben den legen, der da warm wird, und an seinen > Klemmen wieder eine elektrische Leistung abgreifen, die der von ihm > aufgenommenen Wärme entspricht. Wirklich nicht? Ein Widerstand erzeugt an seinen Klemmen eine elektrische Rausch-Leistung von P = kT0 P = Rauschleistung in Watt k = Boltzmann-Konstante k = 1,38 * 10-23 J/K T0 = Referenztemperatur 290 K
Jörg Wunsch schrieb: > Nö, die Wärme, die der Widerstand umsetzt, kann ich ganz und gar > körperlich spüren, das ist nicht nur ein Modell … Jetzt sinkt das Niveau ins Bodenlose
Heinz Wäscher schrieb: > Oder messe ich mit einem > Vielfachinstrument von Reichelt, das den Quotienten zwischen Spannung > und Strom direkt als Widerstand anzeigt in die Leitung, wird das > Instrument 50 Ohm anzeigen. Ja, aber das beruht auf der Definition, dass der Widerstand als der Quotient Spannung/Strom definiert ist. Heinz Wäscher schrieb: > Nichts Anderes passiert mit dem Engergiefluss über Elektromagnetiche > Wellen im Raum. Nur dass dort der Quotient zwischen el. Feldstärker und > mag. Feldstäkre nicht 50 Ohm, sonder ca 377 Ohm beträgt. Ja, das sind zwei ähnliche Vorgänge, die auch den gleichen physikalischen Hintergrund haben. Aber trotzdem sind der Wellenwiderstand der Leitung und der Quotient der Feldstärken zwei voneinander unabhängig definierte Größen. Ich sehe nicht, wie sich die Definition des Feld-Wellenwiderstandes automatisch aus dem Wellenwiderstand einer Leitung ergibt. knallbaer schrieb: > Ich empfehle Fachliteratur, z.B. "Microwave Engineering" von David M. > Pozar, da sehr gute Grundlagen-Aufbereitung. Und wo steht dort, wie sich die Definition des Feldwellenwiderstand direkt analytisch aus der allgemeinen Definition des Widerstandes ableitet?
Heinz Wäscher schrieb: > Jetzt sinkt das Niveau ins Bodenlose Nein, da war es schon mit der Behauptung, dass in der Physik alles ein Modell sei, angekommen.
Johannes E. schrieb: > Ja, aber das beruht auf der Definition, dass der Widerstand als der > Quotient Spannung/Strom definiert ist. Diese Definition ist halt praktisch und weithaus universeller als eine Definition nur über den Sonderfall des ohmschen Widerstandes eines Leiters. > Ich sehe nicht, wie sich die Definition des Feld-Wellenwiderstandes > automatisch aus dem Wellenwiderstand einer Leitung ergibt. Diesen Automatismus hat nach meiner Beobachtung auch niemand behauptet. Geschrieben wurde dass Beide Größen aus Feldgrößen herzuleiten sind und die Dimension V/A = Ohm haben und einen reellen Widerstand darstellen.
Johannes E. schrieb: > knallbaer schrieb: >> Ich empfehle Fachliteratur, z.B. "Microwave Engineering" von David M. >> Pozar, da sehr gute Grundlagen-Aufbereitung. > > Und wo steht dort, wie sich die Definition des Feldwellenwiderstand > direkt analytisch aus der allgemeinen Definition des Widerstandes > ableitet? Da steht da nirgends wörtlich und in einem Satz (Wenn auch verteilt über die ersten drei Kapitel). Ich wollte damit vielmehr andeuten, dass elementare Grundkenntnisse fehlen, die eine Diskussion überflüssig machen. Jörg Wunsch schrieb: > Heinz Wäscher schrieb: >> Jetzt sinkt das Niveau ins Bodenlose > > Nein, da war es schon mit der Behauptung, dass in der Physik alles > ein Modell sei, angekommen. > > ... > > Nö, die Wärme, die der Widerstand umsetzt, kann ich ganz und gar > körperlich spüren, das ist nicht nur ein Modell Das heißt alles was du sehen und spüren kannst lässt sich nicht modellieren? Und alles andere ist nicht existent? Ich schrieb oben schon, dass man auf der Ebene kaum über Physik zu diskutieren braucht.
knallbaer schrieb: > Das heißt alles was du sehen und spüren kannst lässt sich nicht > modellieren? Du drehst gerade alles 'rum, wie du's brauchst. Das habe ich jedenfalls nicht behauptet. Ich mach' hier mal QRT.
Heinz Wäscher schrieb: >> Ich sehe nicht, wie sich die Definition des Feld-Wellenwiderstandes >> automatisch aus dem Wellenwiderstand einer Leitung ergibt. > > Diesen Automatismus hat nach meiner Beobachtung auch niemand behauptet. Du nicht, aber jemand anderes hier: knallbaer schrieb: > Die Definition des Feldwellenwiderstandes ist > keine, sondern leitet direkt analytisch aus der allgemeinen Definition > des Widerstandes ab: Und damit war ich nicht einverstanden. Begonnen hat es doch damit: Stefan Schmidt schrieb: > Wieso passe ich die Antenne immer nur an meinem Empfänger bzw. Sender(50 > Ohm) an und nicht an den Freiraum(120*pi Ohm) indem die Welle übertragen > wird. Also dass Stefan direkt die 50 Ohm des Kabels mit 120*pi Ohm des freien Raums verglichen hat und ein Problem damit hatte, dass das unterschiedliche Zahlenwerte sind. Jörg brachte dann diesen Satz: Jörg Wunsch schrieb: > Der Freiraum-Wellenwiderstand ist doch nur eine Bezugsgröße, die > das Verhältnis von E- und H-Feld einer elektromagnetischen Welle > beschreibt. Ein wirklicher „Widerstand“ ist das nicht. Damit meint er vermutlich das, was ich auch schon die ganze Zeit sagen möchte: Wenn man den Wellenwidestand in einem Kabel und den Feldwellenwiderstand betrachtet, dann ist das jeweils ein Zahlenwert mit der Einheit "Ohm", also V/A. Diese beiden Zahlenwerte sind aber trotzdem nicht miteinander Vergleichbar, obwohl sie die gleiche Einheit haben. Der eine beschreibt das Verhältnis von Spannung zum Strom in einer Leitung, der andere das Verhältnis zweier Feldstärken. Und beide Wellenwiderstände sind jeweils für sich mehr oder weniger willkürlich so definiert worden. Es ist in diesem Zusammenhang z.B. auch nicht sinnvoll, wenn man sagt, der eine Widerstand ist größer als der andere, weil man da einfach "Äpfel mit Birnen" vergleicht. Heinz Wäscher schrieb: > Es wird uns doch noch gelingen genügend Abstraktionsvermögen > aufzubringen, dass bei der Bildung des Quotienten aus elektrischer > Feldstärke und magnetischer Feldstärke (V/m)/(A/m) sich m rauskürzt und > im Ergebnis V/A mit der Dimension [Ohm] also ein reeller Widerstand > ergibt. Auch ohne elektrischen Leiter. Genau damit habe ich ein Problem. Du sagst, nur weil sich die gleiche Einheit ergibt, muss das ein Widerstand sein und ist damit das gleiche wie in einem elektrischen Leiter. Für mich ist das aber weiterhin einfach nur das Verhältnis zweier Feldstärken, welches eben auch die Einheit V/A hat. knallbaer schrieb: > Da steht da nirgends wörtlich und in einem Satz (Wenn auch verteilt über > die ersten drei Kapitel). Ich wollte damit vielmehr andeuten, dass > elementare Grundkenntnisse fehlen, die eine Diskussion überflüssig > machen. Ich hab kein Problem damit, wenn du nicht weiter mit mir diskutieren möchtest. Falls du aber deine Behauptung irgendwie begründen kannst, dass sich die Definition des Feld-Wellenwiderstands direkt aus der Definition des Wellenwiderstands in einer Leitung ergibt, dann würde mich das schon interessieren. Bis jetzt hast du nicht wirklich ein nachvollziehbares Argument gebracht.
Ich habe nicht genügend Zeit um dir die gesamte Herleitung vorzukauen. Aber als Ansatz kannst du die Zusammenhänge zwischen den Feldstärken und den Leitungswerte nehmen:
und
Die Zusammenhänge ergeben sich durch die Maxwellgleichungen Du tust gerade so als wären das zwei völlig verschiedene Dinge... Das eine ist du Ursache des anderen...
Edit: Wenn man die Gleichungen nicht skalar sondern vektoriell darstellt wird es noch eindeutiger
Johannes E. schrieb: > Du sagst, nur weil sich die gleiche > Einheit ergibt, muss das ein Widerstand sein und ist damit das gleiche > wie in einem elektrischen Leiter. Das ist der Sinn einer phyikalischen Größe. > Diese beiden Zahlenwerte sind aber trotzdem nicht miteinander > Vergleichbar, obwohl sie die gleiche Einheit haben. > Der eine beschreibt das Verhältnis von Spannung zum Strom in einer > Leitung, der andere das Verhältnis zweier Feldstärken. > Und beide Wellenwiderstände sind jeweils für sich mehr oder weniger > willkürlich so definiert worden. Physikalische Größen sind nicht "willkürlich". Sie sind aus SI Basiseinheiten abgeleitet. Mit unbelegten Glaubenssätzen und gefühlter Wirklichkeit lohnt nicht die weitere Auseinandersetzung. Ich bin dann mal weg.
Sehr schade, daß sich hier einer nach dem anderen verabschiedet. Das Thema beschäftigt mich schon länger aber bis jetzt war noch keine Gelegenheit dem auf dem Grund zu gehen.. Also fühlt euch bitte nicht auf eure Schlipse getreten und diskutiert weiter! Schöne Grüße
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