Hallo, kann jemand erklären warum man Abschlusswiderstände bei Koaxleitungen verwendet? Warum treten Reflexionen auf, wenn das nicht angepasst ist? Was passiert da physikalisch?
Eva schrieb: > Hallo, > > kann jemand erklären warum man Abschlusswiderstände bei Koaxleitungen > verwendet? Warum treten Reflexionen auf, wenn das nicht angepasst ist? > Was passiert da physikalisch? Warum Reflexion: Da helfen dir die Kenntnisse der Optik weiter. Warum Abschlusswiderstand, da hilft dir der Leitungswellenwiderstand weiter. Dort ist auch anschaulich beschrieben, was passiert: https://de.wikipedia.org/wiki/Wellenwiderstand https://www.elektronik-kompendium.de/sites/grd/0301036.htm Beitrag "Was ist der Wellenwiderstand eines Kabels anschaulich?"
Eva schrieb: > Warum treten Reflexionen auf, wenn das nicht angepasst ist? Wohin soll die Energie sonst ? Austreten ? Dann wäre es eine Antenne > Was passiert da physikalisch? Was pasiert physikalisch, wenn du am Anfang einer 1000m Leitung eine 12V Batterie anschliesst ? Wie viel Strom fliesst ? Woher soll der Anfang wissen, dass hinten eine 55W Glühlampe hängt ? Maximal kann sich die Information, dass vorne Spannung und hinten Last dranhängt, mit Lichtgeschwindigkeit ausbreiten. Also im Moment des Anklemmens der Batterie weiss die nicht, welcher Strom nötig ist. Also fliesst erst mal so viel, wie es der Impedanz des Kabels entspricht, dem Zusammenwirken von Leitungsinduktivität und Kabelkapazität, sagen wir 110 Ohm der Telefonleitung. Also fliessen erst mal 0.109A bis zum Ende der Leitung. Dort reichen 0.109A aber nicht um 12V aufrecht zu erhalten, weil die Last der Lampe viel höher ist. Wie bekommt die Batterieseite das mit ? In dem der Spannungsunterschied wieder seine Reise zurück macht, von Lampe zur Batterie, und schon hast du die Reflektion. Nach ein paar mal hin und her hat sich der Strom auf die benötigten 4.58A eingependelt. https://dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-faq.htm#F.19
Beitrag #6611778 wurde von einem Moderator gelöscht.
Hallo, danke für die Erklärungen und Links. Werde ich mir genauer noch ansehen. Es kann gerne wisseschaftlich erklärt sein.(Physikerin mit Promotion im Magentismusbereich, daher mit Elektrotechnik weniger bewandert)
Eva schrieb: > Es kann gerne wisseschaftlich erklärt sein. Dann schau dir mal dieses an: https://www.hft.tu-berlin.de/fileadmin/fg154/HFT/HFT_Lab_SoSe_2017/TDR.pdf https://de.wikipedia.org/wiki/Zeitbereichsreflektometrie Diese Leitungseffekte und ein reflektionsfreier Abschluß sind relevant, wenn die Anstiegszeiten der Signale schneller sind als die Laufzeit auf der Leitung. Viel Erfolg! Volker
Als promovierte Physikerin solltest du doch in der Lage sein, rasch und mühelos etwas Fundiertes zum Thema Leitungstheorie zu finden, zu lesen und zu verstehen. Mach es wie die Schulkinder: Erst den Wiki Artikel lesen, dann die Suchbegriffe daraus abschreiben und weiter suchen. Stell dir vor, es gibt Universitäten. Da kann man übers Internet auf die Bibliotheken zugreifen.
Beitrag #6612051 wurde von einem Moderator gelöscht.
Wilhelm S. schrieb: > Man könnte ja auch die Maus fragen..?? ;-) Sicher, die Maus hilft gerne bei den Schulaufgaben. :-) Stehwellenmesser schrieb im Beitrag #6612051: > mancher Idiot hier OOOch, wer wird denn gleich emotional entgleisen und zu Schimpfwörtern Zuflucht nehmen? Wozu diese Aufgeregtheit? Die ist doch wirlich unnötig. Es tut mir leid, meinerseits besteht kein Ineresse an persönlichen Kontroversen auf diesem Niveau. Ich schlage vor, sich wieder zu beruhigen.
Eine Koaxialleitung hat einen bestimmten Wellenwiderstand, sagen wir 50 Ohm. Das ist kein mit dem Multimeter messbarer Widerstand, sondern sagt im Grunde nur aus, dass sich in dieser Koaxialleitung eine elektromagnetische Welle mit einem Spannungs-zu-Strom-Verhältnis von 50 "Ohm" ausbreitet (schlicht R=U/I). Genauso ist ein diskreter 50 Ohm (Abschluss-)Widerstand ein "Gerät", das Energie nur in eben diesem Verhältnis aus Strom und Spannung akzeptiert, um sie in Wärme umzuwandeln. Kommt nun eine elektromagnetische Welle am Ende einer 50 Ohm Koaxialleitung an, die NICHT mit 50 Ohm abgeschlossen ist, dann ändert sich plötzlich das Verhältnis von Spannung zu Strom. Aber die ankommende Energie muss erhalten bleiben und daher MUSS eine neue elektromagnetische Welle erzeugt werden, die die verbleibende Energie zurück zur Signalquelle transportiert (Reflexion).
Ohne Studium ist es einfacher: Für eine Flanke von z.b. 0 auf 1V wirkt die Kapazität des Kabels. Es fließt Strom zwischen den Leitern. Da der Leiter lang ist, und auch eine Induktivität pro Länge hat, füllt sich der Kondensator nicht gleichzeitig. Sondern von vorne nach hinten etwa in der Geschwindigkeit des El. Stroms. Für die Flanke wirkt das wie ein Widerstand, rein rechnerisch: für die Laufzeit z.b. wie 100R. Hat die Quelle (1V) z.b. 900R Innenwiderstand, dann stellt sich für die Laufzeit der Flanke 0,1V ein. Wenn nun der letzte Abschnitt des Kabels "gefüllt" ist (0,1V hat), gibt es 3 Möglichkeiten: A) man hängt noch ein Stück Leitung dran. Alles bleibt erstmal, wie es ist. B) man hängt einen 100R dran: dann wirken die 100R zeitlich unbegrenzt weiter, alles bleibt, wie es ist C) man macht nix: dann sind alle Leitungsstücke auf 0,1V aufgeladen. Die Quelle hat immer noch 1V und 900R, also beginnt das Spiel von vorne: das erste Teilstück lädt sich auf 0,19V auf ... Usw. Mit dem Abschlusswiderstand bleibt die erste ankomme Flanke stabil. Ohne läuft es in Stufen langsam hoch. Der ohmsche Widerstand der beiden Leiter spielt dabei erstmal keine Rolle. Was passiert, wenn die Leitung am Ende kurzgeschlossen ist, kannst Du als Übung selbst erarbeiten.
Ich werde jetzt für diese Analogie böse Blicke ernten, aber Strom mit Wasser zu vergleichen, damit kann man es immer Anschaulich Grundlegend erklären.... Kennst du diese Videos mit diesen Wasserkanälen wo eine Welle durchgeschickt wird? Die Höhe der Welle ist die Spannung die sich über die Leitung ausbreitet. Was passiert wenn die Welle am Ende des Kanals auf die Wand trifft? Richtig, sie "prallt ab" und wird reflektiert. Und für die Elektrische Welle ist das lose Ende einer Leitung wie die Wand. Wie kann man das verhindern? Richtig, indem man die Energie der Welle irgendwie abbaut. Hat man am Ende des Wassertunnels etwas "weiches/gefedertes" das die Welle verformen kann wird die Energie dort abgebaut. Das selbe macht der Abschlusswiderstand. Und wie beim Wasser muss man halt aufpassen dass das Ende an die Eigenschaften des Mediums und des Kanals angepasst wird, da sonst immernoch Teile reflektriert werden können. Das ist jetzt zwar nicht 100%ig physikalisch korrekt, aber hey ....
Korrektur c: man macht nix: dann sind alle Leitungsstücke auf 0,1V aufgeladen. es kommt aber immer noch Strom an: der lädt das letzte Teilstück auf 0,2 auf. Jetzt wird quasi von hinten zum Anfang aufgeladen. Das nennt man dann reflektierte oder rücklaufende Welle. Nach 2 Laufzeiten hat es sich auf 0,2V aufgeladen. Dann beginnt das Spiel von vorne.
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Beitrag #6614288 wurde von einem Moderator gelöscht.
Weasel P. schrieb: > Ich werde jetzt für diese Analogie böse Blicke ernten, ... Ach, so lange du dern Vergleich nur zur Veranschaulichung verwendest, gibt es nichts dagegen einzuwenden. Diese Analogie hilft tatsächlich beim Erklären. Nur wenn jemand behauptet, der Elektrische Strom IST TATSÄCHLICH Wasser in einem Kanal, dann fühlen sich manche zu Einwänden veranlasst. > Kennst du diese Videos mit diesen Wasserkanälen wo eine Welle > durchgeschickt wird? Die Höhe der Welle ist die Spannung die sich über > die Leitung ausbreitet. Ich hätte zwar geschrieben, die Höhe der Welle entspricht der Spannung, aber das ist unwichtig und das Gleichnis ist gut. Eskönnte aus der Bibel stammen. Aber wie funktioniert die Analogie mit dem Wasser für Reflexion mit Phasenumkehr? Wie erklärst du das dann? Ich frage aus Interesse. Ich muss sagen, Reflexion mit Phasenumkehr kann ich mir elektrisch besser vorstellen, als hydraulisch.
Dr. Adam Physikus schrieb: > > Aber wie funktioniert die Analogie mit dem Wasser für Reflexion mit > Phasenumkehr? Wie erklärst du das dann? Ich frage aus Interesse. > > Ich muss sagen, Reflexion mit Phasenumkehr kann ich mir elektrisch > besser vorstellen, als hydraulisch. Mal dir mal so eine Welle hin und dann versuche mal die Phasenumkehr zu erklären. Kurt
Dr. Adam Physikus schrieb: > Ich muss sagen, Reflexion mit Phasenumkehr kann ich mir elektrisch > besser vorstellen, als hydraulisch. Ja, genau da versagt diese einfache Analogie. Die Welle auf der Leitung ist eine transversale Welle, die Wasserwelle nicht.
Volker M. schrieb: > Dr. Adam Physikus schrieb: >> Ich muss sagen, Reflexion mit Phasenumkehr kann ich mir elektrisch >> besser vorstellen, als hydraulisch. > > Ja, genau da versagt diese einfache Analogie. Die Welle auf der Leitung > ist eine transversale Welle, die Wasserwelle nicht. Und damit/somit lässt sich die Phasenumkehr leicht erklären/darstellen. Mit Transversalwellen kann man das mit logischen Argumenten nicht. Kurt
Volker M. schrieb: > Die Welle auf der Leitung > ist eine transversale Welle, die Wasserwelle nicht. ? Erm, Einspruch, eine (normale) Wasserwelle ist eine transversale Welle. Das Problem mit der Wasserwelle und Phasenumkehr bei Reflexion ist die Herstellung eines "festen Endes".
kurt schrieb: > Und damit/somit lässt sich die Phasenumkehr leicht erklären/darstellen. > Mit Transversalwellen kann man das mit logischen Argumenten nicht. Grundlagen verpasst? Die Randbedingung (Amplitude Null am Kurzschluß) kannst du erfüllen durch rücklaufende Welle mit entgegengesetztem Vorzeichen.
Volker M. schrieb: > Ja, genau da versagt diese einfache Analogie. Schade ;-( . Ich vermute ebenso, dass die Analogie in diesem Punkt versagt. Aber vielleicht fällt noch jemanden was dazu ein. Zum Glück braucht man ja das Wasseflussmodell und die bunten Kügelchen nicht unbedingt, um mit den verschiedenen Aspekten der Elektrizität physikalisch, ingenieursmässig, technisch und bastelnd arbeiten zu können. > Die Welle auf der Leitung ist eine transversale Welle, Natürlich, die elektrische Spannung ist orthogonal zur räumlichen Ausbreitung. > die Wasserwelle nicht. Warum nicht? Wir reden hier von den Oberflächenwellen und da scheint mir die Höhe des Wasserstandes ebenso orthogonal zur Ausbreitungsrichtung zu sein. Die Transversalität ist da nicht das grosse Hindernis. bei der Übersetzung in die Metapher.
Achim H. schrieb: > Volker M. schrieb: >> Die Welle auf der Leitung >> ist eine transversale Welle, die Wasserwelle nicht. > > ? Erm, Einspruch, eine (normale) Wasserwelle ist eine transversale > Welle. Gegenspruch, du redest von einer Oberflächen/Grenzflächenwelle. Eine Welle im Wasser ist longitudinaler Art. Kurt
Volker M. schrieb: > kurt schrieb: >> Und damit/somit lässt sich die Phasenumkehr leicht erklären/darstellen. >> Mit Transversalwellen kann man das mit logischen Argumenten nicht. > > Grundlagen verpasst? Die Randbedingung (Amplitude Null am Kurzschluß) > kannst du erfüllen durch rücklaufende Welle mit entgegengesetztem > Vorzeichen. Erfüllen, aber physikalisch unmöglich. Die Welle "sieht" einen Spiegel am Ende der Leitung wenn diese offen ist. Ein Kurzschluss ist bereits ein Verbraucher, darum das andere Verhalten. Kurt
Eva schrieb: > Physikerin mit Promotion im > Magentismusbereich, daher mit Elektrotechnik weniger bewandert Was für ein mieser Trollversuch. Welchen Titel hat denn deine Promotion?
Beitrag #6616423 wurde von einem Moderator gelöscht.
Udo S. schrieb: > Was für ein mieser Trollversuch. Danach sieht es aus, wenn man nicht wüßte wie das mit der Frauenförderung in den MINT-Fächern in einigen Bundesländern abliefe. Die Reflexion leitet sich aus den Maxwellschen Gleichungen ab und wäre darüber zu erklären. Also sind das physikalische Grundlagen.
Kurt ist der (Breitband-)Terminator von jedem Thread.
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