Hallo zusammen, ihr kennt ja alle den Satz "Beschleunigte Ladungen strahlen elektromagnetische Wellen ab". Ich möchte gerne wissen, ob der gepulste Gleichstrom, in der Form wie er hier dargestellt ist [[http://www.grzesina.de/avr/u_const/dcv-puls.jpg]] ebenfalls elektromagnetische Wellen aussendet. Meiner Meinung nach würde ich sagen ja, tut er und zwar an den "Nullstellen". Diese sind Unstetigkeitsstellen, was bedeutet, dass die Ladungen dort eine Geschwindigkeitsänderung erfahren. Aber müsste nicht auch während des Sinushalbbogens Strahlung entstehen, da der Induktionsvorgang, durch den die Spannung beispielsweise entsteht, eine Kraft auf die Ladungen ausübt bis zum Sinusscheitelwert? In welchen Bereichen strahlt eine klassische Sinusfunktion? An der Nullstelle? Gruß
Vergleiche doch einmal die typische Geschwindigkeit von Elektronen in metallischen Leitern mit der in Röntgenröhren oder Teilchenbeschleunigern...
Stefan H. schrieb: > Ich möchte gerne wissen, ob der gepulste Gleichstrom, in der Form wie er > hier dargestellt ist ebenfalls elektromagnetische Wellen aussendet Natürlich, er hat einen Wechselstromanteil. > In welchen Bereichen strahlt eine klassische Sinusfunktion? Siehe FFT des Signals. http://www.statistics4u.com/fundstat_germ/cc_fourier_series.html Also 2. 4. 6. Oberwelle.
Man kann also nicht sagen, dass an der Nullstelle des Sinus Strahlung entsteht? Gruß
Ich meinte nicht den Frequenzbereich, sondern den Bereich auf dem Funktionsgraphen. Gruß
Stefan H. schrieb: > In welchen Bereichen strahlt eine klassische Sinusfunktion? An der > Nullstelle Überhaupt nicht.
An der Nullstelle wechselt doch aber die Richtung der Ladungen.
Stefan H. schrieb: > An der Nullstelle wechselt doch aber die Richtung der Ladungen. Im Graphen ist die Spannung gezeigt. Die Spannung ist für die Beschleunigung relevant. D.h. hohe Spannung = hohe beschleunigung, kleine Spannung, geringe Beschleinugung. An den Nullstellen der Spannung ist also die Beschleunigung am geringsten. Relevant für die Abstrahlung wäre also der Stromverlauf.
Stefan H. schrieb: > An der Nullstelle wechselt doch aber die Richtung der Ladungen. Es geht um die zeitliche Änderung der Stromstärke (oder wenn Du Bremsstrahlung betrachtest der Beschleunigung oder Verzögerung eines Ladungsträgers, im Grunde steckt da der selbe Mechanismus dahinter, nur wird keiner auf die Idee kommen die Formeln für Bremsstrahlung anzuwenden um eine Antenne aus Draht zu berechnen, obwohl es eventuell vielleicht sogar möglich wäre). Und um die Frage zu beantworten: Ja, ein sinusförmiger Strom in einem Leiter strahlt selbstverständlich EM-Wellen aus. Und als man das erstmalig erkannte dauerte es nicht mehr lange bis das Radio erfunden war.
Bernd K. schrieb: > Und um die Frage zu beantworten: Ja, ein sinusförmiger Strom in einem > Leiter strahlt selbstverständlich EM-Wellen aus. Nein, tut er nicht. Er erzeugt nur ein M-Feld. Erst wenn der Leiter groß (lang) genug ist, daß durch die Lichtgeschwindigkeit an verschiedenen Stellen des Leiters ein signifikant unterschiedlicher Strom fließt (damit entsteht dann auch ein E-Feld), entsteht eine EM-Welle. Nur Strom ist Induktionsherd, Strom und langer Leiter Langwellensender. MfG Klaus
Immer wenn sich die Stromstärke irgendwie ändert, entsteht elektromagnetische Strahlung. Also während des gesamten "Bogens" von dem Sinus, und an den Nullstellen besonders breitbandig weil die Funktion dort nicht differenzierbar ist.
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Klaus schrieb: > Erst wenn der Leiter groß > (lang) genug ist, daß durch die Lichtgeschwindigkeit an verschiedenen > Stellen des Leiters ein signifikant unterschiedlicher Strom fließt > (damit entsteht dann auch ein E-Feld), entsteht eine EM-Welle. Mit Begriffen wie "signifikant unterscheidlich" kann die Physik nichts anfangen. Da auch jeder Leiter auf dieser Welt eine endlichen Ausdehnung hat erzeugt eine bewegte Ladung auch auf jedem und damit auch auf einem "signifikant kurzen" Leiter eine EM-Welle. Nach Maxwell erzeugt grundsätzliche jede beschleunigte Ladung auf einem Leiter eine elektromagnetische Welle. Egal ob lang oder kurz. Der Unterschied ist nur quantitativ.
Elektrolurch schrieb: > Mit Begriffen wie "signifikant unterscheidlich" kann die Physik nichts > anfangen. Selbstverständlich. Wenn man in der Physik das Zeichen °<<" verwendet, läßt man diesen Term typischerweise in der weiteren Rechnung weg. Dies gilt z.B. für das Quadrat einer kleinen Größe. Das wirst du in jedem Physikbuch finden. Oder schau dir die Schwingungsgleichung eines Pendels an. Da wird an einer Stelle der Sinus mit dem Bogen gleichgesetzt. Das gilt aber nur für kleine Winkel, und so auch diese Schwingungsgleichung. Zurück zur EM-Welle. nicht umsonst spricht man da von Nahfeld und vom Fernfeld. Karl Rothammel formuliert das in seinem bekannten Antennenbuch (1.1.4) so: > Die Voraussetzung, daß sich elektromagnetische Wellen im freien Raum > ausbilde können, besteht darin, daß der Generator stets zu einem ganz > bestimmten Zeitpunkt eine entgegengesetzt gerichtete Stromverteilung > liefert, die dem zusammenbrechenden Feld die Rückkehr zum zum Leiter > versperrt und es somit zwingt, in den Raum abzuwandern. Dies ist dann > der Fall, wenn die Leiterlänge (= Antennenlänge) elektrisch der halben > Wellenlänge des erregenden Wechselstroms entspricht. Daraus geht klar hervor, daß elektrische Strukturen die klein (<<) gegen die Wellenlänge sind, keine Raumwelle erzeugen. Es gibt nur das M-Feld des Stromes, aber kein Fernfeld, keine Welle. Anders gesagt Klaus schrieb: > Erst wenn der Leiter groß > (lang) genug ist, daß durch die Lichtgeschwindigkeit an verschiedenen > Stellen des Leiters ein signifikant unterschiedlicher Strom fließt > (damit entsteht dann auch ein E-Feld), entsteht eine EM-Welle. MfG Klaus
Klaus schrieb: > Daraus geht klar hervor, daß elektrische Strukturen die klein (<<) gegen > die Wellenlänge sind, keine Raumwelle erzeugen. Nein das geht da nicht draus hervor, lediglich daß es nicht für den praktischen Einsatz taugt so kleine Antennen zu bauen (der Rothammel ist ein Buch für Praktiker, da wird beschrieben wie man es macht wenn man es gut machen will, er ist kein Lehrbuch für Physik das alle denkbaren Fälle abdecken will) und daß es bestimmte Längen gibt bei denen die Antenne außerordentlich gut funktioniert. Da steht auch nicht daß sie an irgendeinem Punkt schlagartig aufhört zu funktionieren wenn sie nur einen Bruchteil dieser Länge hat, sie funktioniert halt einfach nur noch extrem schlecht und ab einem bestimmten Punkt entscheidet man einfach daß diese Anordnung für die Praxis nix mehr taugt weil der Effekt so klein wird daß alles andere ihn weit überwiegt aber das heißt nicht daß nur weil ich bewußt beschließe ihn bei der Rechnung zu ignorieren (wohl weil ich was anderes ausrechnen will) er dadurch auch komplett aus der Existenz getilgt wird. Er ist immer noch da, wenn auch nur winzig klein. Der Threaderöffner wollte wissen ob es EM-Wellen abstrahlt und das tut es, selbst wenn der Draht so kurz wäre daß nur noch ein einziges Elektron darin Platz fände, solange dieses aber beschleunigt und abgebremst wird strahlt es.
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Bernd K. schrieb: > selbst wenn der Draht so kurz wäre daß nur noch ein einziges > Elektron darin Platz fände, solange dieses aber beschleunigt und > abgebremst wird strahlt es. Wie willst du ein Elektron in einem Draht beschleunigen, wenn dieser nur so groß ist, wie das Elektron selbst? Um eine räumliche Ausdehnung kommst du nicht herum. Und wenn du dir die nötigen Längen anschaust, kommst du wieder auf die Beziehung zwischen Wellenlänge, Frequenz und Lichtgeschwindigkeit. MfG Klaus
@Klaus auch ein kurzen Leiter mit quasi gleichförmiger Stromverteilung strahlt. Lediglich die Anpassung des Fusspunktwiderstandes wird sehr problematisch. Es gibt genügend Beispiele für kurze Antennen mit quasi gleichförmiger Stromverteilung, die bei irgendwie hingewürgter Anpassung ganz leidlich strahlen. Funkamateure betreiben Mobilantennen von 2m Länge mit Spule zur Anpassung um 80m Wellenlänge abzustrahlen. Der Wirkungsgrad wird zwar sehr schlecht. Prinzipiell gilt: beschleunigte Ladungen auf einem Leiter erzeugen eine EM-Welle - egal wie kurz er ist. Der Herzsche Dipol als Elementarstrahler geht von einer infinitesimal kleinen Strahlerlänge aus.
Jeder wechselnde Strom erzeugt eine Welle die abgestrahlt werden kann. Wie hoch der abgestrahlte Anteil ist hängt von der Länge und damit der Anpassung auf die Wellenlänge ab. Selbst bei 50 Hz kommt man in den Bereich, dass es zu Problemen kommt. Das mussten unsere Großväter schon erfahren. Bei niedrigen Frequenzen und kurzen Leitern ist es aber in der Praxis irrelevant.
Kurze Anm. zur Eingangsfrage: Es gibt überhaupt keinen gepulsten Gleichstrom! Das wäre ein Widerspruch in sich selbst!
Diese pulsierende Gleichspannung kann man als Gleichspannung mit überlagerter Wechselspannung betrachten. Über einen Kondensator kann man die Gleichspannung abtrennen und hat dann eine reine Wechselspannung, und wenn der Kondensator großgenug ist, mit der selben Kurvenform wie die pulsierende Gleichspannung. Beispiel Oszillograf: Wo man am Eingang den Kondensator zu oder abschalten kann.
2te Kurze Anm. zur Eingangsfrage: Es gibt überhaupt keine Angabe des TE zu Frequenz und/oder Zeitskala, weder im Text noch im Bild.
> Beispiel Oszillograf: Du hast ein PM8221vor Augen, ja? > Wo man am Eingang den > Kondensator zu oder abschalten kann. Für die Novizen: damit ist gemeint was mit der AC/DC Umschaltung im Oszi passiert.
Günter Lenz schrieb: > Diese pulsierende Gleichspannung kann man als Gleichspannung > mit überlagerter Wechselspannung betrachten. Ich würde sogar sagen, eine pulsierende Gleichspannung IST eine Überlagerung aus Gleich- und Wechselanteil :)
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