Moin, kurze Frage gibt es im Nahfeld bereits elektromagnetische Wellen oder bilden sich diese erst im Übergangsbereich aus? Im Nahfeld wären die Felder dann nicht verkoppelt und die Blindleistung dominiert. Im Nahfeld gibt es aber auch etwas Wirkleistung. Woher kommt diese?
https://de.wikipedia.org/wiki/Nahfeld_und_Fernfeld_(Antennen) "Die Grenzen zwischen den einzelnen Regionen gehen fließend ineinander über, wobei ihre Grenzen in der Literatur nicht einheitlich festgelegt sind." "Im reaktiven Nahfeld unmittelbar an der Antenne erfolgt keine Abstrahlung." "Durch auf die Frequenz abgeglichene Resonanzkreise kann der Antenne im Nahfeld Wirkleistung entzogen werden" Der "Feldwellenwiderstand" zeigt hier den Unterschied zwischen "primär elektrischen oder primär magnetische Antennen" Wen interessiert das eigentlich? Üblicherweise befindet man sich im Fernfeld.
Christoph db1uq K. schrieb: > Wen interessiert das eigentlich? NFC, KeyFobs, Warensicherungsetiketten :-)
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Ach Maxwell, das sind doch nur vereinfachende Modelle, das man das Ganze auch ohne Hochleistungscomputer überschlagsmäßig berechnen kann. Eine Welle bleibt auch eine Welle wenn man lediglich deren "Buckel" sieht und weder "Tal" noch "Hang".
Christoph db1uq K. schrieb: > Wen interessiert das eigentlich? Üblicherweise befindet man sich im > Fernfeld. Neben einer Kurzwellenantenne nicht ganz so schnell ;-)
https://de.wikipedia.org/wiki/Elektromagnetische_Welle Es geht ja um die Frage, was als "Elektromagnetische Welle" definiert wird. "Eine Welle aus gekoppelten elektrischen und magnetischen Feldern, die sich im Raum ausbreiten" steht hier. "Nicht jede elektromagnetische Welle hat die Eigenschaft, dass ihre Ausbreitungsrichtung sowie die Richtungen des elektrischen als auch des magnetischen Feldes paarweise orthogonal zueinander sind, die Welle also eine reine Transversalwelle ist, auch TEM-Welle genannt." "Daneben existieren auch Wellen, in denen nur einer der beiden Feldvektoren senkrecht auf der Ausbreitungsrichtung steht, der andere aber eine Komponente in Ausbreitungsrichtung hat (TM- und TE-Wellen)." Die mathematische Beschreibung dazu enthält jede Menge Vektorrechung. Da hört die Anschaulichkeit auf.
Oh. Welle und Fernfeld ... E und B-Feld stehen eigentlich immer senkrecht aufeinander, nur nicht immer senkrecht zur Ausbreitung. Sobald man Oberflaechen hat bekommt man Oberflaechen-Ladungen und Oberflaechenstroeme. Sobald Oberflaechen vorhanden sind, ist man eigentlich im Nahfeld.
Ich würde in der Tat erst im Fernfeld von "elektromagnetischen" Wellen sprechen, denn erst hier sind Magnet- und elektrisches Feld über den Feldwellenwiderstand des Mediums (~377 Ohm im Vakuum) miteinander verkoppelt. Und im Nahfeld spricht man dann eben getrennt von Magnetfeld und elektrischem Feld. Über den Unterschied zw. Magnetfeld und elektrischem Feld könnte man natürlich ausgiebig diskutieren. Wenn man die Relativitätstheorie ins Spiel bringt, kann z. B. ein Feld für Beobachter A wie ein Magnetfeld, für Beobachter B aber wie ein elektrisches Feld aussehen. Also eigentlich ist es ein und das selbe, weswegen man ja auch vom "Elektromagnetismus" spricht. Das würde aber hier etwas den Rahmen sprengen.
Meine eigene Definition von Nahfeld, mit der ich gedanklich immer gut klar komme ist, dass leitfähige Strukturen in der Nähe der Antenne selbige in ihren Eigenschaften (Anpssung, Resonanz, Abstrahlcharakteristik) beeinflussen. Auch das ist ein fliessender Übergang. Z.B. die einzelnen Elemente einer Yagi Antenne sind bewusst im extremen Nahfeld eines Dipols angebracht. Eine Teleskopantenne vom Radio wird aber in 30km Abstand kaum die Antennenanpassung am Sendeturm beeinflussen. Mit hinreichend empfindlicher Messtechnik aber schon...
Jörg W. schrieb: > Neben einer Kurzwellenantenne nicht ganz so schnell ;-) Neben der Langwellenantenne... Und wie sieht es mit der "Polarisation" aus. LW-Sender der herkömmlichen Art aus dem letzten Jahrtausend waren IMHO Vertikalstrahler. Und Schutzabstand 250 m im Umkreis laut BNetzA. So weit das "Nahfeld" mit hohen V/m Werten. ciao gustav
Karl B. schrieb: > Und Schutzabstand 250 m im Umkreis laut BNetzA. > So weit das "Nahfeld" mit hohen V/m Werten. Der Radius des Nahfelds einer Langwellenantenne geht viel weiter als der Schutzabstand, beides hängt nicht zusammen. Außerhalb des Schutzabstandes sind die gemessenen oder errechneten elektrischen und magnetischen Feldstärkewerte unter dem gesetzlich festgelegten Personenschutzgrenzwert. Die Ausdehnung des Nahfeldes ist eine physikalisch bestimmbare Größe. Die Grenzwerte zur Bestimmung des Schutzabstandes sind politisch begründete von einer Behörde festgelegte Größen.
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Ich würde es abstrakter beschreiben: Maxwell & Co. gelten prinzipiell immer und überall. Die Fernfeldbetrachtung stellt darauf basierend eine Vereinfachung der Geometrie dar (Terme gehen gegen null, daher der praktisch fließende Übergang). Eine ähnliche Vereinfachung stellen Kirchhoff & Co. für die eindimensionale Rechnung dar.
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> Ich würde es abstrakter beschreiben: > Maxwell & Co. gelten prinzipiell immer und überall. Eben. Man könnte hier einen Vergleich zur Beschreibung von Schwingungen im Zeitbereich ziehen. Dort (Schwingungslehre) zieht man eine Grenze zwischen "Anschwingverhalten" und "eingeschwungenem Zustand". Bei EM-Wellen liegt diese Grenze zwischen Nah- und Fernfeld. Vielleicht wäre es besser von Nah- und Fern-Raum zu sprechen. damit deutlich Wird, das sich eine Welle als 'räumlich-periodisches' Phänomen erst "herausbilden" muß, so wie sich eine Schwingung als 'zeitlich-periodisches" Phänomen erst in der Anschwingzeit zu den Eigenschaften der "Schwingung" 'findet'. In dieser Anlaufphase gibt es eben "Überschwinger" und andere der Schwingung resp. Welle widersprechende Eigenschaften. Auch bei "Wasserwellen" (Kreiswellen) auf einem Teich zeigen sich die Wellenkämme erst ab einem gewissen Abstand vom Ursprungsort. (siehe Anhang) > Im Nahfeld wären die > Felder dann nicht verkoppelt und die Blindleistung dominiert. Im Nahfeld > gibt es aber auch etwas Wirkleistung. Woher kommt diese? Ist halt die Frage wie man Wirk- und Blindleistung in einem EM-Feld definiert, diese genannten Begriffe stammen doch eher aus der leitungsgebundenen Elektroenergieübertragung? Ist es hier nicht eher die Frage welchen Anteil an der Gesamtenergie im Magnetischen und welcher im "elektrischen" Feld-Anteil steckt? Nebenbemerkung: und wenn der E-Anteil stärker bedämpft wird als der magnetische, wählt man dann Bereiche in denen der B-Anteil Überwiegt. Beispielsweise bei der Langwellen-Informationsübertragung im Höhlenfunk. https://de.wikipedia.org/wiki/Cave-Link
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Bradward B. schrieb: > Ist es hier nicht eher die > Frage welchen Anteil an der Gesamtenergie im Magnetischen und welcher im > "elektrischen" Feld-Anteil steckt? Im magnetischen Feld alleine genauso wie im elektrischen Feld alleine ist nur Blindleistung. Um Wirkleistung zu entnehmen sind jeweils Teile beider Komponenten notwendig. (Poynting Vektor). Sonst pendelt die Energie nur zwischen E und H.. Überwiegt im Nahfeld die magnetische Feldkomponente, ist das Feld niederohmig. Überwiegt die elektrische Komponente ist es hochohmig. Das Verhältnis der beiden Komponenten wird durch den Feldwellenwiderstand ausgedrückt. https://de.wikipedia.org/wiki/Datei:Feldwellenwiderstandsverlauf_im_Nahfeld-Fernfeld.svg Im Fernfeld sind beide Komponenten E und H fix über den Feldwellenwiderstand des freien Raumes von 377 Ohm verknüpft.
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