Theorien hinter Schirmung Koaxkabel

OP #7574421
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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

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Gast #7576973
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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.

#7577170
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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

Gast #7577646
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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

#7577658
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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.

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