Forum: HF, Funk und Felder Theorien hinter Schirmung Koaxkabel


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von Marten M. (mcgonahy148)


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Moin Moin,


denke momentan über elementare, man könnte meinen einfache Dinge nach - 
allerdings wenn man dann im Detail nachdenkt und nachfragt, bekommt man 
oft keine Antworten mehr :-)

Ein Thema das mich etwas nachdenken lässt, wie genau lässt sich die 
Schirmwirkung eines Koaxialkabels erklären, also die Schirmwirkung von 
EM-Wellen die von Außen auf das Koaxkabel einwirken. Der Außenleiter 
wirkt als Abschirmung, wie wir wissen.

Nur wie erklärt sich das genau? Ich habe zwei Ansätze und mir ist nicht 
klar, welcher Ansatz stimmt oder vielleicht sogar beide.

Bild 1: das Ganze funktioniert so wie bei einem Mikrowellenofen, der 
leitfähige Außenleiter induziert Ströme und somit ein sich zeitlich 
änderndes H-Feld, das wiederum ein entgegengesetztes E-Feld, so dass es 
zur "Reflexion" kommt. Oder einfacher gesagt ohne tiefer in Maxwell rein 
zu gehen, die Impedanz des Schirms geht gegen 0 und es kommt zur 
Totalreflektion. Also ein Impedanzsprung, ähnlich wie ein offenes Ende 
einer Koaxleitung das Signal reflektiert.

Bild2: diese Erklärung habe ich mal gelesen soweit ich mich erinnern 
kann - das äußere Feld induziert Ströme im Außenleiter, diese Ladungen 
sind im Schirm überall gleich (wir gehen jetzt nicht auf den Skineffekt 
ein), aber wie hier angedeutet (kleine blaue Punkte), sind die Ladungen 
gleich. Gesetz Maxwell Nr.1, es dürfte kein E-Feld geben zwischen 
gleichen Ladungen. Daher existiert im Inneren des Koaxkabels kein E-Feld 
und damit auch kein H-Feld.

Wenn ich ehrlich bin, beides klingt für mich logisch. Aber es klingt 
doch so unterschiedlich. Können beide Erklärungen für die Schirmwirkung 
angewendet werden?

Was meint ihr zu diesem "einfachen" Thema? :-)


Gruß,
M

: Bearbeitet durch User
von Karl B. (gustav)


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Schau mal:
Beitrag "Re: Anfängerfrage zur Abschirmung neuer Versuch"
ISBN 3-8023-0610-4
Seite 229 ff

ciao
gustav

von Rainer W. (rawi)


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Marten M. schrieb:
> Nur wie erklärt sich das genau?

Die Basis sind die Maxwell Gleichungen zur Beschreibung von EM-Felder 
und deren Kopplung.
https://de.wikipedia.org/wiki/Maxwell-Gleichungen

: Bearbeitet durch User
von Reinecke (Gast)


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Marten M. schrieb:
> denke momentan über elementare

















































































> Was meint ihr zu diesem "einfachen" Thema? :-)

von Reinecke (Gast)


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von Marten M. (mcgonahy148)


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Mal wieder sinnvolle Kommentare, danke! :-)

von Reinecke (Gast)


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Marten M. schrieb:
> Mal wieder sinnvolle Kommentare, danke! :-)

aber gerne doch - ein Blick ins Physikbuch der 5-ten täts auch ;)

von Marten M. (mcgonahy148)


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Bin erst in der 4., aber anscheinend noch 2 Klassen über dir mein 
Freund. Ansonsten keine Antworten mehr zu deinen unbrauchbaren 
Kommentaren.

Beitrag #7576565 wurde vom Autor gelöscht.
von Morty S. (Gast)


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Eigentlich verfolgt man da den phänomenologischen Ansatz "Das ist sie, 
weil man es so beobachtet hat".

https://de.wikipedia.org/wiki/Ph%C3%A4nomenologie_(Methodik)

In der Feldtheorie wird der Satz gelehrt, das ein elektrischer Leiter im 
inneren Feldfrei ist, daraus fplgt die Schirmwirkung zwingend.

https://www.tu-chemnitz.de/physik/PHFK/LEHRE/.SCRIPT/script1/27.pdf

Deine Betrachtungen könntest du verfeinern, indem du unterschiedliche 
Schirme (folie, Geflecht, Gitter) betrachtest und ergründest, ob und wie 
sich (TP oder HP) die Schirmwirkung verändert.

von Purzel H. (hacky)


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> Deine Betrachtungen könntest du verfeinern, indem du unterschiedliche
Schirme (folie, Geflecht, Gitter) betrachtest und ergründest, ob und wie
sich (TP oder HP) die Schirmwirkung verändert.

Ja, tut es. Aber wollen wir den Frager verwirren ?
Man kann das alles simulieren.
Mit Leitfaehigkeit, Materialdicke, Einzeldrahtgeometrie

von Marten M. (mcgonahy148)


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Morty S. schrieb:
> In der Feldtheorie wird der Satz gelehrt, das ein elektrischer Leiter im
> inneren Feldfrei ist, daraus fplgt die Schirmwirkung zwingend.

Aber gilt das nicht eher für statische elektrische Felder? Ich spreche 
von Elektromagnetischen Feldern, da sollte dann ja die Maxwell 
Gleichungen zuschlagen.

von Morty S. (Gast)


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Marten M. schrieb:
> Morty S. schrieb:
>> In der Feldtheorie wird der Satz gelehrt, das ein elektrischer Leiter im
>> inneren Feldfrei ist, daraus fplgt die Schirmwirkung zwingend.
>
> Aber gilt das nicht eher für statische elektrische Felder? Ich spreche
> von Elektromagnetischen Feldern, da sollte dann ja die Maxwell
> Gleichungen zuschlagen.

Ich meine, Du vermischt hier Elektrostatik und Wellenausbreitung (die 
beide über die Maxwell-Gleichungen beschrieben werden, die diese 
unbewegte [stationären] Ladungen als Sonderfall enthalten). Von den 
beiden genannten Erklärungssätzen, ist dann eher der brauchbar, der 
erklärt, warum bei unvollständiger Schirmung (Beschädigungen, Lücken im 
Geflecht) EM-Wellen mit Wellenlänge bis zu einer bestimmten Grenzen den 
Schirmbereich passieren.

Man kann das auch anhand der Frage "Kann man man in einem Faradayschen 
Käfig mit dem Handy Telefonate führen?" erötern, wobei mit Käfig einer 
im Formfaktor "Haikäfig" gemeint ist.
https://www.youtube.com/shorts/CgcHT2xJxEQ

von Purzel H. (hacky)


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Maxwell deckt alle Faelle ab. DC/AC und Wellen. Aus dem Naehkaestchen 
...
Ein Meter Koax der Sorte RG58 ist bei 100MHz auf -40dB undicht. Verliert 
also 1/10000. Diese Leistung blubbert zwischen dem Schirm raus. Wenn das 
nicht genuegt verwendet man doppelt geschirmtes, wie RG213.
Ich empfehle die Datenblaetter der Kabelhersteller, zB 
https://www.hubersuhner.com

Bei gewuenscht noch besseren Daten gibt es auch bessere Kabel. Die 
dichtetsten sind dann die Semirigid, mit durchgehendem Kupferrohr als 
Aussenleiter. Die biegt man etwa ein Mal, denn sie werden bei Biegung 
hart, eine Eigenschaft von Kupfer

Wie schon erwaehnt, kann man die Undichtheit der Kabel mit Simulationen 
zeigen.

: Bearbeitet durch User
von Rick (rick)


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Purzel H. schrieb:
> Ein Meter Koax der Sorte RG58 ist bei 100MHz auf -40dB undicht. Verliert
> also 1/10000. Diese Leistung blubbert zwischen dem Schirm raus.
Und umgekehrt auch rein. Ist natürlich nur relevant, wenn man 
entsprechende Feldstärken in der Umgebung hat.

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