Forum: HF, Funk und Felder EMV Induktion in Kabel (Übersprechen)


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von Sven A. (loubadu)


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Hallo,

mir als Maschinenbauer ist nun die Ehre zu Teil geworden, mich mit EMV 
beschäftigen zu dürfen. Darum verzeiht bitte meine abschnittsweise 
möglicherweise laienhafte Darstellung.
Ich möchte gerne induktive Kopplung messen 
(https://www.elektronik-kompendium.de/sites/kom/1303261.htm). Genauer 
gesagt möchte ich zwei Kabelstränge parallel zueinander ausrichten. Den 
einen Strang (stromführend) möchte ich mit einem Wechselstrom, den 
anderen zunächst mal stromlos betreiben. Wenn man etwas recherchiert 
kommt man recht schnell drauf, dass vieles von dI/dt abhängt. Heißt für 
mich: starker Stromanstieg in kurzer Zeit. Sagen wir, wir machen die 
beiden Kabelstränge 1m lang (parallel nebeneinander gelegt) und nehmen 
einfach mal ein Kupferkabel mit Durchmesser 1mm o. ä.. Abstand der 
beiden Kabel: ca. 1cm

Jetzt die Frage: welche Gerätschaften würdet ihr mir für zu Hause ans 
Her(t)z :-) legen. Meine Denkweise wäre es einen Funktionsgenerator als 
"stromführendes" Kabel herzunehmen, sprich diesen an eines der Kabel 
anzuschließen, und dann die Spannung im "stromlosen" Kabel mittels Oszi 
abzugreifen. Haltet ihr das für realistisch (die Ausgangsleistung der 
Low Budget Funktionsgeneratoren ist ja nicht so hoch). Oder wäre es 
klüger ein Netzgerät mit ordentlich Ampere herzunehmen und dann mittels 
Oszi im "stromlosen" kabel zu messen?
Neben der Frage nach "geht das überhaupt" wäre mir vor allem auch noch 
das Equipment, welches ich benötige wichtig.

-Funktionsgenerator
-Oszi
-Kabel
-Kabelklemmen
-sonst noch was (irgendwelche Widerstände oder so)?

Im Prinzip wurde was vergleichbares schon mal hier diskutiert:
Beitrag "Möchte Störung auf benachbarte Leitung erzeugen"
jedoch ist diese Diskussion im Sande verlaufen.

Ich freue mich auf Eure Hinweise und Rückmeldungen!

von Hp M. (nachtmix)


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Wenn dein Ziel ist, die gegenseitige Beeinflussung der beiden Leitungen 
(wohl nicht: Kabel) möglichst gering zu halten, solltest du vor allem 
darauf achten die Magnetfelder gering zu halten.
Also Hin- und Rückleiter im gleichen Kabel, die Adern möglichst 
verdrillt und symmetrisch betrieben. Eben so, wie die Post ihre 
Fernsprechleitungen seit Ewigkeiten betreibt.
Bedenke, dass Energie, die in die Umgebung austritt, am Ende der Leitung 
nicht mehr zur Verfügung steht, und somit die Übertragungsverluste 
erhöht.

: Bearbeitet durch User
von oszi40 (Gast)


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Sven A. schrieb:
> Sagen wir, wir machen die beiden Kabelstränge 1m lang

Naja, da wirst Du wohl noch recht wenig sehen. Der Maschinenbauer wird 
wohl eher Probleme mit großen Stromimpulsen von Maschinen und parallel 
liegenden Signalleitungen haben. Ob das Übel dann induziert wird oder 
eher ein Masseproblem ist, kann von Fall zu Fall verschieden sein.
Allgemein https://www.mikrocontroller.net/articles/EMV

von Hp M. (nachtmix)


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P.S.:

Sven A. schrieb:
> welche Gerätschaften würdet ihr mir für zu Hause ans
> Her(t)z :-) legen. Meine Denkweise wäre es einen Funktionsgenerator als
> "stromführendes" Kabel herzunehmen, sprich diesen an eines der Kabel
> anzuschließen, und dann die Spannung im "stromlosen" Kabel mittels Oszi
> abzugreifen. Haltet ihr das für realistisch (die Ausgangsleistung der
> Low Budget Funktionsgeneratoren ist ja nicht so hoch). Oder wäre es
> klüger ein Netzgerät mit ordentlich Ampere herzunehmen und dann mittels
> Oszi im "stromlosen" kabel zu messen?
> Neben der Frage nach "geht das überhaupt" wäre mir vor allem auch noch
> das Equipment, welches ich benötige wichtig.
>
> -Funktionsgenerator
> -Oszi
> -Kabel
> -Kabelklemmen

Was willst du mit dem Zeug zu Hause?
Ich dachte, dass es sich um eine betriebliche Anforderung handelt.
Oder hast du eine Geldprägemaschine im Keller stehen?

von Hans W. (Firma: Dipl.-Ing. Johann Maximilian W) (hans-)


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Du hast 2 verschiedene Kopplungsphänomene.

Einerseits wirst du induktive Kopplung haben - Gleichtaktstörungen 
werden kapazitiv gekoppelt.

Induktiv gekoppelte Signale sind Ströme. Daher würde ich da eher mit 
Stromzangen arbeiten. Kapazitive kannst du direkt mit einem Tastkopf 
messen. Beides am Oszilloskop.

Üblicherweise wirst du aber in der EMV eher mit Spektrumanalysatoren 
arbeiten. Wenn du jetzt mit den Grenzwerten für die Industrie arbeitest, 
dann kommst du mit einem Oszilloskop recht weit (weil hohe Störungen 
erlaubt).

73

von Sven A. (loubadu)


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Hans W. schrieb:
> Du hast 2 verschiedene Kopplungsphänomene.
>
> Einerseits wirst du induktive Kopplung haben - Gleichtaktstörungen
> werden kapazitiv gekoppelt.
>
> Induktiv gekoppelte Signale sind Ströme. Daher würde ich da eher mit
> Stromzangen arbeiten. Kapazitive kannst du direkt mit einem Tastkopf
> messen. Beides am Oszilloskop.
>
> Üblicherweise wirst du aber in der EMV eher mit Spektrumanalysatoren
> arbeiten. Wenn du jetzt mit den Grenzwerten für die Industrie arbeitest,
> dann kommst du mit einem Oszilloskop recht weit (weil hohe Störungen
> erlaubt).
>
> 73

Hi,
über Eure Beiträge habe ich mich sehr gefreut!
Ich habe nun noch etwas recherchiert.

Zur induktiven Kopplung hat mir dieser knappe Beitrag sehr 
gefallen(wenig zu lesen:-)):
https://www.demvt.de/publish/viewfull.cfm?objectid=e6e21186%5Faa5f%5F4ab8%5F9a321bd7355a24b8

Uind=M12*di/dt (M12=Gegeninduktivität)
M12 für zwei parallele Leiter gleicher Länge (Quelle: Taschenbuch der 
Hochfrequenztechnik):
M12(nH)=2*L(cm)*((a/l)+0,74*l/a)
L=100cm
a=5cm
M12=3000nH

Angenommen Uind=100mV wären noch gut messbar. Dann muss der Faktor dI/dt 
knapp 34 000 betragen (0,1V/M12). Bei einer Stromstärke von 1A 
Erregerstrom müsste ich somit auf eine Delta t von 3*10^-5s kommen. Im 
Falle eines Sinussignals ergibt sich die Periodendauer zu 
4*3*10^-5s=1,2*10^-4s. Das entspricht einer Frequenz von ca.8,5kHz. 
Heißt überschlagsmäßig: Wenn ich 1A Stromstärke mit einer Frequenz von 
8,5kHz aufpräge, sollte in etwa 0,1V induziert werden. Kann man das 
ungefähr so überschlagen?

Bzgl. @ Messung Hans W.:
Meinst Du, ich müsste so eine Stromzange am Oszi anschließen? Ich dachte 
mit dem Oszi kann ich nur Spannungen messen.
Erhalte ich dann am stromlosen Leiter immer eine Überlagerung der 
induktiven und kapazitiven Effekte? Kann ich die überhaupt getrennt 
messen?
Enspricht die angehängte Skizze dem was du vorgeschlagen hast?
Spektrumsanalysator klingt recht teuer :-(.
"Direkt mit einem Tastkopf" heißt einfach die beiden Kabelenden mit 
jeweils dem + und - vom Tastkopf verbinden, oder?

1000 Dank im Voraus!

VG

von asdfjklö (Gast)


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Sven A. schrieb:
> Meinst Du, ich müsste so eine Stromzange am Oszi anschließen? Ich dachte
> mit dem Oszi kann ich nur Spannungen messen.
> Erhalte ich dann am stromlosen Leiter immer eine Überlagerung der
> induktiven und kapazitiven Effekte? Kann ich die überhaupt getrennt
> messen?
> Enspricht die angehängte Skizze dem was du vorgeschlagen hast?
> Spektrumsanalysator klingt recht teuer :-(.
> "Direkt mit einem Tastkopf" heißt einfach die beiden Kabelenden mit
> jeweils dem + und - vom Tastkopf verbinden, oder?
>
> 1000 Dank im Voraus!

Stromzange brauchst du nicht unbedingt. Lass die Enden der 
Sekundärleitung offen, oder verbinde sie über einen Widerstand, z.B. 100 
k. Dann solltest du am Widerstand die induzierte Spannung messen können.

Durch den Primärdraht schickts du einen gepulsten (oder hochfrequenten, 
sinusförmigen) Strom, z.B. mittels Stromquelle. Dann hast du fast 
ausschließlich induktive Kopplung.
Für kapazitive Kopplung müsste die Spannung im Primärdraht springen.

Du kannst auch die Sekundärseite kurzschließen, dann misst du eben den 
induzierten Strom per Stromzange. Das geht natürlich auch mit dem Oszi.

Viel Spaß!

von Hans W. (Firma: Dipl.-Ing. Johann Maximilian W) (hans-)


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Sven A. schrieb:
> Kann man das
> ungefähr so überschlagen?

Ohne deine Zahlenwerte genau nachvollzogen zu haben scheint mir das 
plausibel.

Induktive Kopplung kommt meiner Erfahrung nach aber selten vor 
(zumindest außerhalb von Geräten)!

Wenn bei deinem Link zur DEMVT wird von 50A in 10µs gesprochen. Das ist 
auf Leitungen vollkommen unrealistisch! Richtig gute Schweißgeräte 
schaffen das mit ach und krach!

Solange du also nicht eine einzelne Schweißleitungen parallel zu 
irgendwelchen anderen Leitungen hast, ist das eher unrealistisch. Es sei 
denn du arbeitest mit 1000V und mehr....

Du hast in der Praxis viel eher hohe dU/dt. Motor Umrichter verwenden 
z.B. die Motorinduktivität zum glätte. Daher hast du einen 
verhältnismäßig schönen Sinus am Strom aber Rechtecke auf der Spannung.

Einzig, induzierte Ströme durch Masseschleifen kommen häufiger vor.

Wenn du hochohmig die induzierte Spannung misst, dann hast du eigentlich 
nur die Flussänderung gemessen. Stören tun dich aber die induzierten 
Ströme da in der Realität nirgends hochohmige Eingänge verwendet werden 
(eben wegen kapazitiver und induktiver Einkopplungen) => Messung mit 
einer (HF) Stromzange in der tatsächlichen Anordnung.

73

von Sven A. (loubadu)


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asdfjklö schrieb:
> Stromzange brauchst du nicht unbedingt. Lass die Enden der
> Sekundärleitung offen, oder verbinde sie über einen Widerstand, z.B. 100
> k. Dann solltest du am Widerstand die induzierte Spannung messen können.
>
> Durch den Primärdraht schickts du einen gepulsten (oder hochfrequenten,
> sinusförmigen) Strom, z.B. mittels Stromquelle. Dann hast du fast
> ausschließlich induktive Kopplung.
> Für kapazitive Kopplung müsste die Spannung im Primärdraht springen.
>
> Du kannst auch die Sekundärseite kurzschließen, dann misst du eben den
> induzierten Strom per Stromzange. Das geht natürlich auch mit dem Oszi.

Hi asdfjklö :-D,

habe deinen Vorschlag mal versucht zu skizzieren. Ist das so richtig?

Man kann also kurz sagen, hohes dU/dt führt eher zu kapazitiver, hohes 
dI/dt zu indkutiver Kopplung, oder?

Danke für deine Antwort!

VG

von Sven A. (loubadu)


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Hans W. schrieb:
> Wenn du hochohmig die induzierte Spannung misst, dann hast du eigentlich
> nur die Flussänderung gemessen. Stören tun dich aber die induzierten
> Ströme da in der Realität nirgends hochohmige Eingänge verwendet werden
> (eben wegen kapazitiver und induktiver Einkopplungen) => Messung mit
> einer (HF) Stromzange in der tatsächlichen Anordnung.

Hi Hans,

danke für deinen Support. Ich habe auch das mal versucht zu skizzieren, 
entspricht das ungefähr deinem Vorschlag?

Danke und VG

von asdfjklö (Gast)


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Sven A. schrieb:
> habe deinen Vorschlag mal versucht zu skizzieren. Ist das so richtig?
>
> Man kann also kurz sagen, hohes dU/dt führt eher zu kapazitiver, hohes
> dI/dt zu indkutiver Kopplung, oder?
>
> Danke für deine Antwort!

Ja das passt so.

Genau, so ist es. Das lässt sich aus den Maxwell-Gleichungen herleiten. 
Wikipedia bietet einen guten Artikel dazu.

Was in der Skizze noch nicht so recht herauskommt: Leiterschleife 1 
erzeugt ein Magnetfeld, dass sich ändert (hohes dB/dt). Dieses 
zeitvariante Magnetfeld muss Leiterschleife 2 durchdringen, damit etwas 
induziert wird.

Wenn du die Schleifen klein machst (Bzw. deren eingeschlossene Fläche) 
wirst du fast nichts messen können.

Am besten legst du die Schleifen am Anfang aufeinander und machst die 
eingeschlossene Fläche groß.

von Hans (Gast)


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Sven A. schrieb:
> Ich habe auch das mal versucht zu skizzieren,
> entspricht das ungefähr deinem Vorschlag?

Das hängt davon ab, was du dir von diesem Experiment erwartest.

Ich würde am Funktionsgenerator auch noch den Strom messen. Du hast da 
eine Induktivität als Last für den Funktionsgenerator.

73

von Sven A. (loubadu)


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Danke euch beiden. Ich werde das mal messtechnisch überprüfen und die 
Ergebnisse hier posten. Wird aber noch etwas dauern, bis ich alle 
Messmittel zur Verfügung habe! Bis dahin schon mal vielen Dank für Eure 
Hilfe!

VG

von Hans W. (Firma: Dipl.-Ing. Johann Maximilian W) (hans-)


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Du hast aber noch nicht gesagt was du messen/überprüfen willst!

Bei der EMV hängt extrem viel von den Impedanzen deiner Quelle und Senke 
ab.

Wenn du z.B. das Beispiel mit der Messung über den  100k Widerstand 
hernimmst, dann hast du mit an Sicherheit grenzender Wahrscheinlichkeit 
sowohl beim Funktionsgenerator als auch am Oszilloskop eine 
Masseverbindung.

Im aller blödesten Fall nimmst du so einen günstigen Funktionsgenerator 
wie den FY-6600 oä. Die sind "böse" da sie den Schutzleiter nicht direkt 
an der Buchse angeschlossen haben. Das ist zwar grundsätzlich i.O. wenn 
man es weiß -  du würdest damit in deinem Messaufbau aber ganz 
wunderliche Sachen messen.

Von der Schalterei des Netzteiles bis zu all dem schönen Zeugs, das das 
Stromnetz hergibt.

Außerdem würde mich interessieren in welchem Frequenzbereich du dir da 
etwas ansehen willst. Ich sage mal grob bis 1Mhz wirst du ziemlich genau 
das erhalten, was die Theorie hergibt. Über 10Mhz musst du dir Gedanken 
machen was dein Messaufbau und deine Komponenten so tun. Ansonsten wirst 
du wenig Übereinstimmung mit der Theorie sehen.

EMV ist deshalb für viele "schwarze Magie", weil sich oft mehr abspielt 
wie im 1. Moment ersichtlich. Ein Leitfähiges Gebilde unter deiner 
Messanordnung kann dir ganz schön den Tag versauen. Daher sind die 
üblichen Prüfanordnungen so wie sie sind. Da geht es hauptsächlich um 
Wiederholbarkeit. Die Realität wird dann oft in den Grenzwerten 
abgebildet...

73

von Sven A. (loubadu)


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Hi Hans,

vielen Dank für deine Anmerkungen.
Ich werde eher im kHz Bereich unterwegs sein.

"Wenn du z.B. das Beispiel mit der Messung über den  100k Widerstand
hernimmst, dann hast du mit an Sicherheit grenzender Wahrscheinlichkeit
sowohl beim Funktionsgenerator als auch am Oszilloskop eine
Masseverbindung."

Ich werde beides versuchen und dann vergleichen. Wobei ich mir ehrlich 
gesagt noch nicht sicher bin, wie ich die Stromzange an den Oszi 
anschließe, oder ob man mit einer Stromzange auch die induzierte 
Spannung direkt messen kann. Möglicherweise brauchts dann ja gar keinen 
Oszi.

Ich möchte eigentlich in erster Linie die Theorie des induktiven 
Übersprechens praktisch nachvollziehen. Sprich, ob ich die induzierten 
Spannungwerte in der Theorie messtechnisch nachbilden kann. Wie du aus 
meinen Posts herauslesen kannst, stehe ich am Anfang und bin in disem 
Bereich gänzlich unerfahren. Darum stelle ich auch etwas Laienhafte 
fragen.

Danke & Gruß

von Günter Lenz (Gast)


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von Sven A. schrieb:
>sprich diesen an eines der Kabel
>anzuschließen, und dann die Spannung im "stromlosen" Kabel mittels Oszi
>abzugreifen.

Um was für Kabel geht es denn überhaupt?
Telefonkabel (Fernmeldekabel) Koaxialkabel oder
sonst was? Willst du das Übersprechen zwischen
zwei benachbarten Adernpaaren die sich in einem Kabel
befinden prüfen? Da wird das Übersprechen sehr gering
sein, im Idealfall gibt es da gar kein Übersprechen,
je nachdem wie gut der Hersteller das Kabel produziert
hat, und die Übertragung symetrisch ist. Übersprechen
gibt es da nur wenn die Symetrie gestört ist.
Übersprechen gibt es eigentlich nur bei unsymetrischer
Übertragung. Das Ganze hängt vom Versuchsaufbau ab,
wie und wo wird eingespeist, wie lang ist das Kabel,
wie ist das Kabel am Ende abgeschlossen und so weiter.
Also kann alles mögliche dabei herauskommen.

von Hans W. (Firma: Dipl.-Ing. Johann Maximilian W) (hans-)


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Sven A. schrieb:
> Ich möchte eigentlich in erster Linie die Theorie des induktiven
> Übersprechens praktisch nachvollziehen. Sprich, ob ich die induzierten
> Spannungwerte in der Theorie messtechnisch nachbilden kann. Wie du aus
> meinen Posts herauslesen kannst, stehe ich am Anfang und bin in disem
> Bereich gänzlich unerfahren. Darum stelle ich auch etwas Laienhafte
> fragen.

Dann mach bitte einen möglichst definierten Messaufbau.

Ab besten nimmst dafür Coaxleitungen.
Die Schirme legst du auf einer Seite an Erde (z.B. an die herausragenden 
Kontakte einer Steckdose). Die 2. Seite lässt du offen - sonst hättest 
du wieder eine Leiterschleife.
Das nennt man jetzt elektrostatischer Schirm. Der sollte dir die 
Gleichtaktstörungen eliminieren.

Wie gesagt - wenn du möglichst hochohmig die induzierte Spannung misst, 
dann hast du schonmal
.

Wenn du sinusförmig erregst, dann ergibt das nur eine Phasenverschiebung 
- der gemessene Cosinus hat die gleiche Amplitude wie der Sinus des 
Flusses.

Mit diesem Wissen müsstest du die Kopplung abschätzen können.

Der induzierte Strom im Kurzschluss hängt jetzt von der Kopplung und der 
Impedanz deiner Quelle ab.

73

von Sven A. (loubadu)


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Günter Lenz schrieb:
> von Sven A. schrieb:
>>sprich diesen an eines der Kabel
>>anzuschließen, und dann die Spannung im "stromlosen" Kabel mittels Oszi
>>abzugreifen.
>
> Um was für Kabel geht es denn überhaupt?
> Telefonkabel (Fernmeldekabel) Koaxialkabel oder
> sonst was? Willst du das Übersprechen zwischen
> zwei benachbarten Adernpaaren die sich in einem Kabel
> befinden prüfen? Da wird das Übersprechen sehr gering
> sein, im Idealfall gibt es da gar kein Übersprechen,
> je nachdem wie gut der Hersteller das Kabel produziert
> hat, und die Übertragung symetrisch ist. Übersprechen
> gibt es da nur wenn die Symetrie gestört ist.
> Übersprechen gibt es eigentlich nur bei unsymetrischer
> Übertragung. Das Ganze hängt vom Versuchsaufbau ab,
> wie und wo wird eingespeist, wie lang ist das Kabel,
> wie ist das Kabel am Ende abgeschlossen und so weiter.
> Also kann alles mögliche dabei herauskommen.

Hi,

danke für deine Anmerkung. Ich wollte Hin-und Rückleitung nicht 
symmetrisch führen, eigentlich genauso, wie ich das oben skizziert habe. 
Das wollte ich eben deswegen machen, damit sich die Magnetfelder um die 
Kabel nicht eliminieren.

Viele Grüße

von Sven A. (loubadu)


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Hans W. schrieb:

> Dann mach bitte einen möglichst definierten Messaufbau.
>
> Ab besten nimmst dafür Coaxleitungen.
> Die Schirme legst du auf einer Seite an Erde (z.B. an die herausragenden
> Kontakte einer Steckdose). Die 2. Seite lässt du offen - sonst hättest
> du wieder eine Leiterschleife.
> Das nennt man jetzt elektrostatischer Schirm. Der sollte dir die
> Gleichtaktstörungen eliminieren.

Ehrlich gesagt hatte ich gehofft zunächst auf ungeschirmte Kabel 
zurückgreifen zu können. Dadurch, so mein Gedanke, sollte die induzierte 
Spannung in der kurzgeschlossenen Leiterschleife größer im Vergleich zu 
geschirmten Kabeln, ausfallen. Danach hätte ich mich mittels geschirmter 
Kabel und der damit geringer ausfallenden induzierten Spannung an die 
Auswirkungen eines Kabelschirms herantasten wollen.


> Wie gesagt - wenn du möglichst hochohmig die induzierte Spannung misst,
> dann hast du schonmal
.

Redest du hier von der Reihenschaltung des 100kOhm Widerstandes, oder 
einem hochohmigen Eingangswiderstand im Oszilloskop?

> Wenn du sinusförmig erregst, dann ergibt das nur eine Phasenverschiebung
> - der gemessene Cosinus hat die gleiche Amplitude wie der Sinus des
> Flusses.

Meinst du hier, dass die Amplitude in der Erregerleitung gleich der 
Amplitude in der gestörten Leitung ist? Kann ich mir gerade nicht 
vorstellen, aber das mit der Phasenverschiebung verstehe ich, glaube 
ich.

> Mit diesem Wissen müsstest du die Kopplung abschätzen können.
>
> Der induzierte Strom im Kurzschluss hängt jetzt von der Kopplung und der
> Impedanz deiner Quelle ab.

Annahme: Würde ich als Erregerleitung einfach eine Leitung mit der 
Steckdose verbinden und diese neben meine gestörte Leitung legen 
(Skizzen oben). Wie kann ich hier die Impedanz der Spannungsquelle 
ermitteln?

Vielen Dank!!!

von Volker M. (antennensimulation)


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Sven A. schrieb:
> Annahme: Würde ich als Erregerleitung einfach eine Leitung mit der
> Steckdose verbinden

Wenn du induktiv koppeln möchtest muss schon ein Strom fliessen. Sonst 
misst du nur die Kopplung über die Kapazität zur Nachbarleitung.

von hans (Gast)


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Sven A. schrieb:
> Hans W. schrieb:
>
>> Dann mach bitte einen möglichst definierten Messaufbau.
>>
>> Ab besten nimmst dafür Coaxleitungen.
>> Die Schirme legst du auf einer Seite an Erde (z.B. an die herausragenden
>> Kontakte einer Steckdose). Die 2. Seite lässt du offen - sonst hättest
>> du wieder eine Leiterschleife.
>> Das nennt man jetzt elektrostatischer Schirm. Der sollte dir die
>> Gleichtaktstörungen eliminieren.
>
> Ehrlich gesagt hatte ich gehofft zunächst auf ungeschirmte Kabel
> zurückgreifen zu können. Dadurch, so mein Gedanke, sollte die induzierte
> Spannung in der kurzgeschlossenen Leiterschleife größer im Vergleich zu
> geschirmten Kabeln, ausfallen. Danach hätte ich mich mittels geschirmter
> Kabel und der damit geringer ausfallenden induzierten Spannung an die
> Auswirkungen eines Kabelschirms herantasten wollen.

Das ist eben das Problem. Du hast nicht nur Induktion!
In der realität hast du immer auch eine gewisse Kapazitive Kopplung.

Der Schirm, der von mir beschrieben wurde, ist aber absichtlich nur auf 
1ner
Seite angelegt. Wirkt also nur auf das elektrische Feld (zumindest bei 
diesen niedrigen Frequenzen).

Dadurch, dass du diesen jetzt "ruhig stellst", hast du alle kapazitiven 
Störungen kurzgeschlossen und du kannst die kleinen induzierten 
Spannungen sauber messen.

Du musst nähmlich aufpassen es gilt nähnlich
und

Sprich jeder Strom in deiner Messschleife wird ein Gegenfeld erzeugen.
Im Extremfall löschen sich Gegenfeld und Erregerfeld gegenseitig aus 
(also eigentlich der Fluss durch deine Anordnung).

>
>> Wie gesagt - wenn du möglichst hochohmig die induzierte Spannung misst,
>> dann hast du schonmaldϕdt\frac{d\phi}{dt}.
>
> Redest du hier von der Reihenschaltung des 100kOhm Widerstandes, oder
> einem hochohmigen Eingangswiderstand im Oszilloskop?
>
Ja.

100kOhm ist hochohmig. Dein Oszilloskop kannst du hoffentlich auf 1MOhm 
stellen. Damit hast du in Summe immer noch 100kOhm.

Ich würde hier aber wenn möglich noch höher gehen damits passt.


>> Wenn du sinusförmig erregst, dann ergibt das nur eine Phasenverschiebung
>> - der gemessene Cosinus hat die gleiche Amplitude wie der Sinus des
>> Flusses.
>
> Meinst du hier, dass die Amplitude in der Erregerleitung gleich der
> Amplitude in der gestörten Leitung ist? Kann ich mir gerade nicht
> vorstellen, aber das mit der Phasenverschiebung verstehe ich, glaube
> ich.
>

Es geht um den Strom!

Du kannst per Biot Savart das Feld in deiner "Messschleife" errechnen.
Und über die Fäche aufintegrieren. Das ergibt den Fluss. Die Ableitung 
davon ist die Spannung die induziert wird wenn in der Messschleife kein 
Strom fließt.

Das ergibt bei einem sinusförmigen Erregerstrom dann eine cosinusförmige 
induzierte Spannung.

>> Mit diesem Wissen müsstest du die Kopplung abschätzen können.
>>
>> Der induzierte Strom im Kurzschluss hängt jetzt von der Kopplung und der
>> Impedanz deiner Quelle ab.
>
> Annahme: Würde ich als Erregerleitung einfach eine Leitung mit der
> Steckdose verbinden und diese neben meine gestörte Leitung legen
> (Skizzen oben). Wie kann ich hier die Impedanz der Spannungsquelle
> ermitteln?
>

Wie meinst du das?

Die Impedanzverhältnisse abzuschätzen ist bei Problemen mit 
leitungsgeführten Störungen eigentlich die Hauptherausforderung.

Daher ist manchmal ein C gegen Erde zielführend, manchmal ein Ferrit und 
hin und wieder braucht man beides :)

73

von Sven A. (loubadu)


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Ohje ohje Hans,

ich sehe es ist komplizierter als gedacht.

"Du musst nähmlich aufpassen es gilt nähnlich
∫Hds=I
und
dΦdt=U
Sprich jeder Strom in deiner Messschleife wird ein Gegenfeld erzeugen.
Im Extremfall löschen sich Gegenfeld und Erregerfeld gegenseitig aus
(also eigentlich der Fluss durch deine Anordnung)"

So ein mist. Das hatte ich schon wieder unterschlagen.

"100kOhm ist hochohmig. Dein Oszilloskop kannst du hoffentlich auf 1MOhm
stellen. Damit hast du in Summe immer noch 100kOhm.

Ich würde hier aber wenn möglich noch höher gehen damits passt."

Das versteh ich sogar, wegen der Parallelschaltung von 1MOhm und 100kOhm 
habe
ich in Summe knapp 100 kOhm :-)

>Es geht um den Strom!

>Du kannst per Biot Savart das Feld in deiner "Messschleife" errechnen.
>Und über die Fläche aufintegrieren. Das ergibt den Fluss. Die Ableitung
>davon ist die Spannung die induziert wird wenn in der Messschleife kein
>Strom fließt.

>Das ergibt bei einem sinusförmigen Erregerstrom dann eine cosinusförmige
>induzierte Spannung.

Hier geht es ans eingemachte. Ich versuche mal meinen Gedankengang zu 
beschreiben.

Auf der Seite, wo der Funktionsgenerator arbeitet (Störseite)
entsteht durch den sich wechselnden Stromfluss ein sich änderndes 
Magnetfeld, welches durch den Wechselstrom hervorgerufen wird.

Dieses Magnetfeld induziert in der kurzgeschlossenen Messschleife ohne 
Widerstand (gestörte Seite) einen Strom, der ein Magnetfeld hervorruft, 
welches die Störseite kompensieren will. Diesen Strom könnte ich mit 
einer Messzange messen. In diesem Fall kann ich aber keine Spannung 
messen, weil ich nicht wüsste, wo ich die beiden Messspitzen des Oszi's 
hinhalten könnte (kein Anfang und kein Ende).
Also brauche ich eigentlich doch einen 100kOhm Widerstand, denn dort 
könnte ich an beiden Enden die Induktionsspannung abgreifen, oder?

Jetzt zu dem was du schreibst Hans.
Ich könnte quasi den Strom in der (kurz-)geschlossenen Leiterschleife 
messen ohne 100kOhm). Über Biot Savart den Fluss ausrechnen 
(Formelzeichen: großes Phi). Den Fluss leite ich ab und erhalte eine 
Induktionsspannung für eine offene Leiterschleife ("...kein Strom 
fließt").

1000 Dank!
VG

von Günter Lenz (Gast)


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von Sven A. schrieb:
>In diesem Fall kann ich aber keine Spannung
>messen, weil ich nicht wüsste, wo ich die beiden Messspitzen des Oszi's
>hinhalten könnte (kein Anfang und kein Ende).

Kannst du aber ausrechnen wenn der Strom bekannt ist.
Du mißt vorher den ohmschen Widerstand der Leiterschleife.
Dann Strom mal Widerstand, U = I * R.

von Sven A. (loubadu)


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Günter Lenz schrieb:
> von Sven A. schrieb:
>>In diesem Fall kann ich aber keine Spannung
>>messen, weil ich nicht wüsste, wo ich die beiden Messspitzen des Oszi's
>>hinhalten könnte (kein Anfang und kein Ende).
>
> Kannst du aber ausrechnen wenn der Strom bekannt ist.
> Du mißt vorher den ohmschen Widerstand der Leiterschleife.
> Dann Strom mal Widerstand, U = I * R.

:-) oh man, da hätte ich auch selber drauf kommen können! Vielen Dank 
für den Hinweis!

von Hans W. (Firma: Dipl.-Ing. Johann Maximilian W) (hans-)


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Naja, so einfach ist das eben nicht.

Im realen Gebilde wirst du nicht 100k sondern eine ganz bestimmte 
Impedanz haben.

Um deinen Messaufbau halbwegs nachvollziehbar zu machen würde ich nicht 
100k sonder eher 1 Ohm nehmen um den Strom zu messen. Das wäre näher am 
Kurzschluss und entspricht eher dem maximalen induzierten Strom.

Die Spannung die Induziert wird, kannst du mit 100k Messen.

Damit hättest du dann zumindest die Informationen um mit dem Thévenin 
Theorem dir eine einfache Störquelle zu modellieren.

In der Realität wirst du aber auf diesen Störmechanismus selten stoßen.
Das heißt jetzt nicht, dass es ihn nicht gibt - er wird nur meistens 
berücksichtigt (z.b. durch die Verwendung von verdrillten Kabel). Wenn 
du Störungen nachjagen darfst, dann sind das zu 80% Gleichtaktstörungen.

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