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157f
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[quote][quote]
Geht es hier jetzt nicht mehr um Rückkoppler zur Messung von Vor und Rücklauf?
Selbstverständlich gibt es auch Richtkopplerweichen, aber das ist eine ganz andere Baustelle.[/quote]
Si tacuisses philosophus mansisses![/quote]
ja halt Dch dran
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Hallo Matthias,
[quote]
Soweit ich das verstanden habe, entkoppeln die ("echten") Richtkoppler diese Wellen tatsächlich zu einem großen Prozentsatz. Damit werden in der Praxis echte Energieströme entkoppelt, nicht nur kleine Proben für Meßzwecke entnommen.
Diese Brückenschaltungen sind für mich dann die "unechten" Richtkoppler. Wie Du ja schreibst liefern sie Spannungen die proportional zu Uh und Ur sind. Die Richtkoppler dagegen liefern die kompletten Wellen.[/quote]
Die Größenordnung ändert doch nichts am Prinzip. Die Leistungskoppler arbeiten ebenfalls als Brückenschaltung (sieh Dir 'mal die Ersatzschaltbilder aus konzentrierten Bauteilen an), nur mit entsprechend kleineren Koppeldämpfungen. Die Kurzwellen-Meßbrücken sind natürlich i. a. nicht für 50-Ohm-Auskopplung ausgelegt, da für den Zweck unnötig. Das Argument "'Vor-' und 'Rücklauf>leistung<' bei eingeschwungener Leitung sind reelle Wirkleistungen, weil sie mit x dB Koppeldämpfung an einem Richtkopplerausgang Wärme erzeugen können", trägt jedenfalls nicht (es steht zwar so in W2DU's "reflections" [Ch. 8], kann dort aber eigentlich nur im Zusammenhang mit Impulsbetrachtungen gemeint sein).
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392a
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Hallo Peter,
[quote]Nur als Beispiel. .. http://www.radartutorial.eu/17.bauteile/bt33.de.html .. 73 Peter[/quote]
der Zirkulator paßt zwar nicht recht (wegen des doch recht einseitigen Energietransfers kommt es bei Fehlanpassung nicht zum eingeschwungenen Zustand), führt aber trotzdem auf die richtige Spur und hat mir auch meinen Fehler (wieder einmal die Leistungs/Energie-Falle) gezeigt:
In
[i:2964i8lf]Das Argument "'Vor-' und 'Rücklauf>leistung<' bei eingeschwungener Leitung sind reelle Wirkleistungen, weil sie mit x dB Koppeldämpfung an einem Richtkopplerausgang Wärme erzeugen können", trägt jedenfalls nicht (es steht zwar so in W2DU's "reflections" [Ch. 8], kann dort aber eigentlich nur im Zusammenhang mit Impulsbetrachtungen gemeint sein). [/i:2964i8lf]
habe ich natürlich an die "550 Watt Vorlauf[b:2964i8lf]leistung[/b:2964i8lf]" + "450 Watt [b:2964i8lf]Rücklaufleistung[/b:2964i8lf]" gedacht, die man mit einem 100-Watt-Sender an einer abgestimmten Leitung mühelos erzeugen kann.
Die auftretende Größe ist aber eben nur Energie/Zeit, keine Energie..
Mit einem kleinen Trick gelingt es aber trotzdem, diese beiden [b:2964i8lf]Leistungen[/b:2964i8lf] sauber zu isolieren:
Man nimmt eine (hier: verlustlose) Leitung von z. B. n λ Länge, die man z. B. mit RL=20 x Z0 abschließt; am Eingang wird die Fehlanpassung weggestimmt (->damit sind wir in Deinem "Janzen-Bild"), so daß nach Einschwingen Leistungsanpassung gegeben ist.
Jetzt baut man noch zwei schnelle Umschalter ein, die den Ein- und Ausgang der Leitung jeweils von Generator und Last abkoppeln und auf einen Z0-Abschlußwiderstand legen können.
Nach Ende des Einschwingvorgangs aktiviert man gleichzeitig die beiden Umschalter, und man wird tatsächlich am Lastende der Leitung n Perioden lang etwa die 5,5-fache und am Generatorende die 4,5-fache Generator[b:2964i8lf]leistung[/b:2964i8lf] entnehmen können.
Hätte man also ein genügend (astronomisch) langes verlustfreies Kabel zur Verfügung, könnte man sich eine Art "HF-Power-Blitzelko" an den Antennenfußpunkt bauen, mit dem man -bei Einhaltung von 750 W PEP - kurze CW-Impulse von gewaltiger Stärke (leider natürlich auch Bandbreite) an die Antenne bringen kann. Also doch nur ein Schein-Perpetuum mobile, und auch nur von extrem kurzer Dauer..
Anstelle des wahrscheinlich nur schwer als Größe definierbaren "[b:2964i8lf]Energiestaus[/b:2964i8lf]" kämen wir zur meßbaren "[b:2964i8lf]Energieaufladung[/b:2964i8lf]" einer fehlangepaßten Leitung, die sich durch den Faktor A=(1+r²)/(1-r²) ausdrückt.
Die zugehörige Größe gibt es aber bereits, das ist die [b:2964i8lf]Güte[/b:2964i8lf] des Systems:
Nach der allgemeinen Definition
Q=2 Pi x (gespeicherte Energie)/(je Periode abgegebene Energie)
kann man einer mit |r|, bzw. S fehlangepaßten Leitung
die Güte 2Pi (r²+1)/(r²-1)=2Pi x (S²+1)/2S zuordnen, beim Beispiel oben ist also Q ca. 60
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Hallo Ulrich
jetzt muß ich aber doch mal nachfragen wie Du das genau meinst ...
[quote]In
[i:2g9zraqo]Das Argument "'Vor-' und 'Rücklauf>leistung<' bei eingeschwungener Leitung sind reelle Wirkleistungen, weil sie mit x dB Koppeldämpfung an einem Richtkopplerausgang Wärme erzeugen können", trägt jedenfalls nicht (es steht zwar so in W2DU's "reflections" [Ch. 8], kann dort aber eigentlich nur im Zusammenhang mit Impulsbetrachtungen gemeint sein).
[/i:2g9zraqo]
habe ich natürlich an die "550 Watt Vorlauf[b:2g9zraqo]leistung[/b:2g9zraqo]" + "450 Watt [b:2g9zraqo]Rücklaufleistung[/b:2g9zraqo]" gedacht, die man mit einem 100-Watt-Sender an einer abgestimmten Leitung mühelos erzeugen kann.[/quote]Ich dachte, daß wir in diesem Thread so langsam zum Konsens gekommen waren, daß es diese Zuordnung von hin- und rücklaufenden Energieströmen nicht gibt, sondern daß man nur dem überlagerten Zustand eine Energietransportfunktion zuordnen kann? Auch Du hattest dem hier doch schon zugestimmt gehabt.
[quote]Die auftretende Größe ist aber eben nur Energie/Zeit, keine Energie..[/quote]Halt eine Leistung, die genau so definiert ist.
[quote]Mit einem kleinen Trick gelingt es aber trotzdem, diese beiden [b:2g9zraqo]Leistungen[/b:2g9zraqo] sauber zu isolieren:
Man nimmt eine (hier: verlustlose) Leitung von z. B. n λ Länge, die man z. B. mit RL=20 x Z0 abschließt; am Eingang wird die Fehlanpassung weggestimmt (->damit sind wir in Deinem "Janzen-Bild"), so daß nach Einschwingen Leistungsanpassung gegeben ist.[/quote]Ging es bei dem Wegstimmen der Fehlanpassung nicht nur um die Blindanteile? Die Wirkanteile wird man nicht weg bekommen - also auf was stimmst Du den Eingang ab?
[quote]Jetzt baut man noch zwei schnelle Umschalter ein, die den Ein- und Ausgang der Leitung jeweils von Generator und Last abkoppeln und auf einen Z0-Abschlußwiderstand legen können.
Nach Ende des Einschwingvorgangs aktiviert man gleichzeitig die beiden Umschalter, und man wird tatsächlich am Lastende der Leitung n Perioden lang etwa die 5,5-fache und am Generatorende die 4,5-fache Generator[b:2g9zraqo]leistung[/b:2g9zraqo] entnehmen können. [/quote]Mal abgesehen von den genauen Zahlenwerten.
Schließt man die Leitungsenden mit den Wellenwiderstand ab, dann wird man der Leitung dann tatsächlich für die n-fache Laufzeit Energie entnehmen können. Und zwar mit einer Leistung die durch die jeweils hin- oder rücklaufende Welle definiert ist. (Ich komme bei meinen Rechnungen in dieser Konfiguration aber auf nicht so extreme Werte dieser Wellen.)
[quote]... kämen wir zur meßbaren "[b:2g9zraqo]Energieaufladung[/b:2g9zraqo]" einer fehlangepaßten Leitung, die sich durch den Faktor A=(1+r²)/(1-r²) ausdrückt.[/quote]Wo hast Du diese Formel her? Ich gehe mal davon aus, daß r den Reflexionsfaktor am Leitungsende bezeichnet. Nach meiner Rechnung geht aber auch der Zustand am Leitungsanfang mit in die Rechnung ein.
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157f
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Hallo Ulrich (und Leo): ich habe heute eine Wartezeit in unserer Kreisstadt genutzt, um mir dort in der sehr gut bestückten Kreisbücherei (verbunden mit dem Gymnasium) ein Physikbuch und eins über "klassische Elektrodynamik" aus zu leihen (alles kann man nicht kaufen....) -- eines über spezielle Relativitätstheorie mit dem "4-dimensionalen Maxwell" habe ich mir für spätere Langeweile vorgemerkt..  ..
Ich möchte die Geschichte in Ruhe von Adam und Eva noch einmal aufdröseln -- mir kollidieren hier im Thread zuviel "physikalische und elektrodynamische Grundbegriffe und (Ableitungs-)Methoden". Es brennt ja nichts an und wir sind ja jetzt an einem relativ gut umrissenen Punkt. Über den Zirkulator bin ich einfach gestolpert und habe ihn dann gepostet -- 100pro paßt er nicht, aber ganz abwegig ist er auch nicht.
Ich lese weiter mit mache im Hintergrund einen Refresher von ganz von vorne -- war im QRL immer wieder eine gute Methode, wenn auch nicht immer die schnellste. Vielleicht verstehe ich dann auch "unseren Physikus Leo" besser .. (':wink:') ..
73 Peter
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Hallo Matthias,
[quote]Ich dachte, daß wir in diesem Thread so langsam zum Konsens gekommen waren, daß es diese Zuordnung von hin- und rücklaufenden Energieströmen nicht gibt, sondern daß man nur dem überlagerten Zustand eine Energietransportfunktion zuordnen kann? Auch Du hattest dem hier doch schon zugestimmt gehabt.
[/quote]
Stimmt; bezogen auf den Richtkoppler war das auch korrekt (es gibt keinen Richtkoppler, an dem man "eingeschwungen" echte reflektierte Leistung entziehen kann), falsch war aber meine Erwähnung von W2DU, der tatsächlich nichts von Richtkoppler schreibt, sondern vermutlich wirklich einen Zirkulator meint (sollte das auch Dein "echter Richtkoppler" sein?). Am Zirkulator wiederum kann man zwar echte reflektierte Leistung auskoppeln, in der Folge kann sich aber auch kein eingeschwungener Zustand mehr ausbilden. Für mich war jetzt interessant, ob nicht doch irgendeine reale Situation herstellbar ist, in der man die "unrealistisch hohe" "Leistung" der hin- und rücklaufenden Welle ausgehend vom eingeschwungenen Fall vollständig getrennt entnehmen kann. Wie man sieht, geht das, man muß dafür aber hinnehmen, daß der eingeschwungene Zustand nach der Messung zerstört ist; im Grunde also nur eine Bestätigung der allgemeinen Aussage
[i:3ibip1be](..)daß man nur dem überlagerten Zustand eine Energietransportfunktion zuordnen kann(..)[/i:3ibip1be].
[quote]Ging es bei dem Wegstimmen der Fehlanpassung nicht nur um die Blindanteile? Die Wirkanteile wird man nicht weg bekommen - also auf was stimmst Du den Eingang ab?[/quote]
"Wegstimmen der Fehlanpassung" würde ganz allgemein konjugiert komplexe Anpassung (z. B. L-Glied) auf RG bedeuten, im speziellen Beispiel hier würde auch ein Trafo 1:20 reichen. Daher das "Janzen-Bild"; der Generator gibt anschließend die Maximalleistung ab, und diese wird auch wegen der verlustfreien Leitung vollständig von der Last absorbiert. Dabei treten die überhöhten Spannungen Uh, Ur auf, die als Leistungsdifferenz Ph-Pr geschrieben die zur Last übertragene Wirkleistung bedeuten.
[quote]Mal abgesehen von den genauen Zahlenwerten.(..)
(Ich komme bei meinen Rechnungen in dieser Konfiguration aber auf nicht so extreme Werte dieser Wellen.)[/quote]
Ohne Abstimmung hinter dem Generator hast Du als Bezugswert natürlich nur die Leistung P(1-r²). Die "Vervielfachung" der Generatorleistung über den Trafo/Antennentuner sollte nur der Veranschaulichung des "Aufladeeffekts" dienen. In der Realität würde man sich ja auch nicht damit zufriedengeben, einen 100-Watt-Sender nur mit knapp 20 Watt fahren zu können. Interessant wäre jetzt noch die Entsprechung dieser eingangsseitigen Anpassung in Karls Rolltreppen-Analogie..
(Mögliche Lösung:[url:3ibip1be]http://www.youtube.com/watch?v=STNWc7Rlpfk[/url:3ibip1be])
[quote]Wo hast Du diese Formel her? Ich gehe mal davon aus, daß r den Reflexionsfaktor am Leitungsende bezeichnet. Nach meiner Rechnung geht aber auch der Zustand am Leitungsanfang mit in die Rechnung ein.[/quote]
Wegen der angenommenen Verlustfreiheit bleibt der Betrag r des Reflexionsfaktors hier konstant (sonst könnte man auch die Formel mit dem SWR nicht aufstellen). Die Formel ergibt sich, wenn man die "gespeicherte Energie" in der Leitung (ausdrücklich nur zulässig im Sinne des obigen Versuchs, hier: als konstante Leistung n Perioden lang) als Summe von Ph+Pr durch die Generatorleistung P ausdrückt (P=Ph-Pr,Pr=Ph*r² ..) Dabei ergibt sich ganz nebenbei der Bezug zur Güte und damit zur Blindleistung..
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Hallo Ulrich,
[quote]Am Zirkulator wiederum kann man zwar echte reflektierte Leistung auskoppeln, in der Folge kann sich aber auch kein eingeschwungener Zustand mehr ausbilden.[/quote]
Das sollten wir vielleicht so nicht stehen lassen.
[quote]... kann sich aber auch kein eingeschwungener Zustand mehr ausbilden."[/quote]
Warum eigentlich nicht?
Vereinbaren wir einen Aufbau wie folgt: unser Zirkulator hat 3 Tore und koppelt von Tor 1 -> Tor 2, Tor 2 -> Tor 3, Tor 3 -> Tor 1. EinGenerator speist über eine Leitung 1 Tor 1 des Zirkulators. Vom Tor 2 des Zirkulators geht eine ausreichend lange Leitung 2 ab, an deren anderem Ende eine Last 1 angeschlossen ist. Vom Tor 3 des Zirkulators geht eine Leitung 3 zu einer Last 2. Alles außer der Last 1 ist angepasst. Nur an der Last 1 erfolgt eine Reflexion. Außerdem sind alle Leitungen verlustfrei. Last 1 soll eine Totalreflexion verursachen.
Der Generator wird fortlaufend Energie in die Leitung 1 einspeisen. Am Leitungsausgang erfolgt keine Reflexion. Auf Leitung 1 liegt immer nur Wirkleistung vor. Auf Leitung 2 bildet sich durch die Totalreflexion eine reine Stehwelle. Dort liegt ständig Blindleistung vor. Über Leitung 3 fließt Energie zur Last 2. Es liegt ständig nur Wirkleistung vor.
[b:3iiub18q]Alles ist eingeschwungen.[/b:3iiub18q]
[quote]... kann man zwar echte reflektierte Leistung auskoppeln ...[/quote]
Betrachten wir jetzt "echte reflektierte Leistung". Die einzige Reflexion in unserer Anordnung erfolgt an der Last 1. Wenn dort die Leistung reflektiert würde, die letztendlich in Last 2 als Wirkleistung erscheint, dann hätten wir ja doch eine durchgehende Leistung entlang der Leitung 2, hin und auch noch zurück. Das widerspricht unseren bisherigen Erkenntnissen. In meinem Beitrag vom 10.8.2011 23:56 hatte ich gezeigt, dass bei vollständiger Reflexion ein Energiefluss nur in das erste Stück einer Leitung und aus diesem wieder heraus erfolgt. Die Energie pendelt zwischen Quelle und Leitungsstück. Dieses erste Leitungsstück reicht genau bis zum ersten Knoten einer Stehwelle. Wenn in diesem Bereich etwas reflektiert wird, dann die Energie. Da im Zirkulator Tor 2 -> Tor 3 koppelt und an Tor 3 wegen Anpassung die Energie über Wirkleistung abgenommen wird, "bemerkt" Leitung 1 nichts von dieser Reflexion und kann ständig Energie nachliefern.
Wählen wir jetzt die Länge der Leitung 2 so, dass sich am Tor 2 des Zirkulators genau ein Knoten einer Stehwelle befindet. In dem Fall kann gar keine Energie in das erste Stück von Leitung 2 oder aus ihm herausfließen. Das hatte ich auch in oben erwähnten Artikel beschrieben. Energie, die der Generator über Leitung 1 in das Tor 1 einspeist, wandert nur noch formal über Tor 2, eher am Tor 2 vorbei, nach Tor 3 und letztendlich in die Last 2. Wenn man von Reflexion der Energie spricht, dann erfolgt diese Reflexion jetzt genau an Tor 2 und nicht an Last 1.
Die Reflexion, von der wir meist sprechen, ist eine Reflexion der Wellen. Wenn wir zusätzlich noch eine Reflexion der Energie einführen wollen müssen wir beachten, dass zwar beides miteinander in Verbindung steht, aber nicht das Selbe ist. Schon allein die Orte der Reflexionen sind im Allgemeinen nicht identisch.
Eine "Reflexion der Leistung" sollten wir aus unserer Begriffswelt verbannen. Auf der Leitung mit vollständiger Reflexion tritt anfangs reine Wirkleistung auf. Nach der Wirkung der Reflexion von Wellen tritt reine Blindleistung auf (siehe oben erwähnter Artikel). Wirkleistung wird durch Blindleistung abgelöst. Wandelt sie sich um? An den Stellen der Leitung mit Knoten der Stehwelle verschwindet die Leistung ganz. Wie passt das zu einer Umwandlung?
Es gibt kein Gesetz von der Erhaltung der Leistung. Selbst wenn wir eine "Leistungsreflexion" für eine Stelle unserer Aufbauten bestimmen könnten, würde uns das noch nichts über die Leistung an den anderen Stellen unseres Aufbaus sagen.
[b:3iiub18q]Eine "Leistungsreflexion" nützt uns nichts. Dieser Begriff stiftet nur Verwirrung.[/b:3iiub18q]
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Hallo Ludwig,
[quote]
[quote]Am Zirkulator wiederum kann man zwar echte reflektierte Leistung auskoppeln, in der Folge kann sich aber auch kein eingeschwungener Zustand mehr ausbilden.[/quote]
Das sollten wir vielleicht so nicht stehen lassen.
[/quote]
in Ordnung, Dein Beispiel verstehe ich; wie sieht aber die Erklärung aus, wenn wir Last 1 dahingehend modifizieren, daß dort ein reeller Abschluß der Größe 3Zo sitzt? Ist es dann nicht zulässig, zu sagen, daß die in Last 2 umgesetzte Energie genau der von Last 1 nicht absorbierte reflektierte Anteil ist? Und da jetzt außerhalb Leitung 2 auch keine Überlagerung hin- und rücklaufender Wellen stattfindet, kann man doch bei Leitung 1 auch keinen "echten" eingeschwungenen Zustand beobachten (damit meine ich einen stabilen Zustand, dem eine Einschwingphase vorausgeht)
[quote]
[b:1slyfq91]Eine "Leistungsreflexion" nützt uns nichts. Dieser Begriff stiftet nur Verwirrung.[/b:1slyfq91][/quote]
Zumindest muß man sehr vorsichtig damit umgehen; wenn im ganzen System aber nur konstante Energieflüsse vorkommen, wird man früher oder später wohl immer bei ..-"Leistung" landen.
Ich hatte mich ja auch auf das Kapitel 8 von W2DUs 'Reflections' bezogen, das mit "Die Realität reflektierter Leistung" überschrieben ist, und in dem als 'Nachweis' angeführt wird:
[i:1slyfq91]"Energie, die von einem fehlangepaßten Leitungsabschluß reflektiert wird, kann vollständig von der vorwärtslaufenden Welle getrennt und anschließend in einem temperaturkalibrierten Widerstand absorbiert und als I²R-Wärme genau gemessen werden."[/i:1slyfq91]
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Matthias, mit dem Zitat:[quote]Ich dachte, daß wir in diesem Thread so langsam zum Konsens gekommen waren, daß es diese Zuordnung von hin- und rücklaufenden Energieströmen nicht gibt, sondern daß man nur dem überlagerten Zustand eine Energietransportfunktion zuordnen kann?[/quote] wirst Du bei mir noch etwas warten müssen. Zum anderen: da wir (zumindest ich - habe ich bisher so verstanden) von konstanten Verhältnissen ausgehen, -- eingeschwungen und konstante Strömung (egal wie und wo angepaßt) -- ist die Leistungs-/Energie-Diskussion m.E. unnötig. Das sollte eigentlich niemanden verwirren und ist möglicherweise nur ein Anschauungsproblem zwischen "Physicus" und "Elektrodynamicus".. .. Der Unterschied ist m.E. "nur" die Definition bzw. Ablauf der Zeit (bei den bereits erwähnten konstanten Annahmen). @Ludwig: Deine Umwandlung Wirk- nach Blind-.. beim Kurzschluß oder offenem Ende geschieht "beim Laden der Leitung" = Einschwingen, danach "ist die Sache gelaufen".
Ich habe bei zwei Sachen noch keinen Konsens, da bin ich noch am "Adam und Eva rekapitulieren":
-- ich sehe nicht ein, warum ich eine Überlagerung akzeptieren soll, die ich nie wieder auflösen darf. M.W. ist das Superpositionsprinzip nicht irreversibel und ich darf auch wieder Teilwellen produzieren.
-- es gibt nach meinem Verständnis per Trafo, Balun und auch sonstigen Anpassungsgliedern (pi, T, ...) auch reale Wirkwiderstandsanpassung, nicht nur Blindwiderstandsanpassung.
Die beiden Punkte stehen relativ weit oben auf meiner Checkliste beim Nachlesen. 73 Peter
73 Peter
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Hallo Ulrich,
um Dein Beispiel sauber zu besprechen, brauche ich etwas mehr Zeit. Deshalb muss das noch etwas warten.
@Peter
Hallo Peter,
[quote]@Ludwig: Deine Umwandlung Wirk- nach Blind-.. beim Kurzschluß oder offenem Ende geschieht "beim Laden der Leitung" = Einschwingen, danach "ist die Sache gelaufen".[/quote]
Genau das Wort "Umwandlung" erachte ich im Bezug auf Leistung unpassend (und so war der entsprechende Beitrag formuliert.) Wenn ich etwas umwandle, dann bleibt etwas in Summe erhalten. Es gibt kein Gesetz von der Erhaltung der Leistung. Wir sollten den Gedanken, dass sich Leistung umwandelt, vermeiden.
[quote]
Ich habe bei zwei Sachen noch keinen Konsens, da bin ich noch am "Adam und Eva rekapitulieren":
-- ich sehe nicht ein, warum ich eine Überlagerung akzeptieren soll, die ich nie wieder auflösen darf. M.W. ist das Superpositionsprinzip nicht irreversibel und ich darf auch wieder Teilwellen produzieren.
[/quote]
Du darfst eine Überlagerung jederzeit auflösen, rechnerisch sowieso (bei Einhaltung der entsprechenden Regeln) und physikalisch, praktisch, wenn Du eine entsprechende Anordnung dafür hast. Die Frage ist doch aber: Wie sieht es im Bereich der Überlagerung genau aus? Addiert sich hier einfach alles das, was bei den einzelnen Komponenten zu finden ist? Was überlagert sich direkt additiv und was entsteht erst in Folge dieser Überlagerung. Dazu hatte ich den Beitrag mit dem Zirkulator geschrieben. Auf Leitung 1 "eine" Welle (reine Wirkleistung hin zur Leitung 2), auf Leitung 3 "eine" Welle (reine Wirkleistung quasi die "zurück kommende" von Leitung 2) auf Leitung 2 die Überlagerung der "beiden" Wellen aber [b:e7tji7yd]nicht die additive Überlagerung der Wirkleistungen[/b:e7tji7yd]. Der Zirkulator trennt am Eingang von Leitung 2 die Wellen auf. Du siehst dort zwei Wirkleistungen, eine in Richtung von Leitung 2 und eine aus Richtung von Leitung 2. Eine Schlussfolgerung, auf Leitung 2 gäbe es dann zwei entgegengesetzte Wirkleistungsflüsse, ist aber falsch. [b:e7tji7yd]Es gibt kein Gesetz von der Erhaltung der Leistung.[/b:e7tji7yd]
[quote]
-- es gibt nach meinem Verständnis per Trafo, Balun und auch sonstigen Anpassungsgliedern (pi, T, ...) auch reale Wirkwiderstandsanpassung, nicht nur Blindwiderstandsanpassung.
[/quote]
Es gibt freilich beides. Du kannst Impedanzen [b:e7tji7yd]transformieren[/b:e7tji7yd]. Das betrifft sowohl den Wirk- als auch den Blindanteil. Im Smithdiagramm ist es schön zu sehen.
Außerdem kannst Du Blindanteile [b:e7tji7yd]kompensieren[/b:e7tji7yd], durch das Zuschalten eines Blindanteils mit gleichem Betrag und entgegengesetztem Vorzeichen. Bei Wirkanteilen geht das nicht, genauer gesagt, nicht mit passiven Elementen.
Bei der konjugiert komplexen Anpassung wird der Wirkanteil auf Anpassung transformiert und der Blindanteil kompensiert.
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bd90
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Uli,
auch ich will die Hoffnung nicht aufgeben, Dich von meiner
Denkweise zu überzeugen, nach der (mehr) Strom eben
NICHT die URSACHE für (mehr) Verluste ist. Wenn Strom
Ursache für die Leistung wäre, die ein stromdurchflossener
Widerstand in Wärme umsetzt, dann müsste eben dieser
Strom die umgesetzte Energie in den Widerstand tragen.
Tut er aber nicht - und mit dieser Überzeugung bin ich in
guter Gesellschaft:
[color=green:30txopvk][i:30txopvk]"... we ask what happens in a piece of resistance wire
when it is carrying a current. Since the wire has resistance,
there is an electric field along it, driving the current. Because
there is a potential drop along the wire, there is also an
electric field just outside the wire, parallel to the surface ...
There is, in addition, a magnetic field which goes around the
wire because of the current. The E and B are at right angles;
therefore there is a Poynting vector directed radially inward,
as shown in the figure. There is a flow of energy into the wire
all around. It is, of course, equal to the energy being lost in
the wire in the form of heat. So our "crazy" theory says that
the electrons are getting their energy to generate heat
because of the energy flowing into the wire from the field
outside. Intuition would seem to tell us that the electrons get
their energy from being pushed along the wire, so the energy
should be flowing down (or up) along the wire. But the theory
says that the electrons are really being pushed by an electric
field, which has come from some charges very far away,
and that the electrons get their energy for generating heat
from these fields. The energy somehow flows from the
distant charges into a wide area of space and then inward
to the wire."[/i:30txopvk]
[/color:30txopvk]
Das hat Richard Feynman gesagt. Du kannst jetzt natürlich
sagen, diese Theorie sei tatsächlich zu "crazy" um wahr
zu sein und weiterhin an Deine konträre Theorie glauben.
Ich selbst bin jedenfalls davon überzeugt, dass Energie-
transport auf diese Weise erfolgt.
Elektromagnetische Energie fließt nicht [i:30txopvk]im[/i:30txopvk] Leiter sondern
im EM-Feld [i:30txopvk]außerhalb[/i:30txopvk] des Leiters zum Lastwiderstand
und genauso zu den verteilten Verlustwiderständen des
Leiters - und sie dringt in diese "Ohm'schen" Widerstände
mit einer Rate von P=I²R ein. Man kann also die Rate, mit
der elektromagnetische Energie in Wärme umgesetzt wird,
sehr wohl über den Strom berechnen, so wie wir das seit
jeher gewohnt sind. Die anfängliche URSACHE für diese
Verluste ist aber nicht der Strom [i:30txopvk]im[/i:30txopvk] Leiter selbst, sondern
das elektromagnetische Feld, das Energie an die Verlust-
widerstände liefert ...
Und damit möchte ich dann auch die Erklärung meiner
Sichtweise zur Ursache des Zusatzverlustes abschließen.
73
Karl, DJ5IL
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157f
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@Ludwig: Zuerst den "einfacheren" Teil -- die "Wirkleistungs-Matchbox" Bemerkung ging an Leo, da hatte ich eine Bemerkung anders verstanden.
"Umwandlung" der Leistung -- ich habe nicht Deine Probleme mit Leistung und Energie (dafür andere .. ..). Die Begriffe sind für mich relativ einfach austauschbar, weil Leistung an sich zeitlos ist und erst über die Zeit "zur Energie" wird. Das ist bis dato nun mal meine Reihenfolge und wenn mir mein "Refreshing" nicht das Gegenteil beweist, bleibt es für mich dabei. Da Leistung zeitlos ist, habe ich auch kein Problem mit Verschwinden oder Erhaltung. Die Krux liegt für mich woanders (wie gesagt, ich lese das alles noch Schritt für Schritt nach, mit Ableitungen, und bin im Moment noch nicht aus meinem Paradies vertrieben....):[quote]Die Frage ist doch aber: Wie sieht es im Bereich der Überlagerung genau aus? Addiert sich hier einfach alles das, was bei den einzelnen Komponenten zu finden ist? Was überlagert sich direkt additiv und was entsteht erst in Folge dieser Überlagerung.[/quote] Das ist für mich der wunde Punkt. Da U und I (E und H) nicht mehr unabhängig sind, möchte ich z.Bspl. genau die Leistungsberechnung getrennter Wellen vs Summenwelle nachvollziehen, ebenso wer was und wie und warum überhaupt denn nun reflektiert wird (Ladungen, Felder, Schwingungen, Wellen, Energie, Leistung .... Tod und Teufel...). Ich habe einen "Kammerloher" im Regal, der leitet seitenlang alles komplex ab, andere vereinfachen zu schnell und nicht ganz übersichtlich, das Leihbuch "klassische Elektrodynamik" löst Felder und Wellen prima auf, präferiert aber sehr viele Lösungsansätze und Ableitungen über Punktladungen äquivalent zur Teilchentheorie als Beispiele. D.h. die Literatur ist ebenso vielfältig wie unsere Diskussion (der redet auch von Störungen wie Leo .... und vereinfacht über Nebenbedingungen recht kräftig).
Ich werde mir die Zeit nehmen und nach statistischer Lebenerwartung sollte es noch reichen .. .. Den Zirkulator lasse ich erst einmal links liegen und reflektiere "nur" auf einer verlustlosen eingeschwungenen Leitung nach Lust und Laune hin und her. Ich will nicht unbedingt Beispiele, ich will die Gleichungen bzw. die Ableitungen -- vollständig und richtig.
73 Peter
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Hallo Peter,
[quote] "Umwandlung" der Leistung -- ich habe nicht Deine Probleme mit Leistung und Energie (dafür andere .. ..). Die Begriffe sind für mich relativ einfach austauschbar, weil Leistung an sich zeitlos ist und erst über die Zeit "zur Energie" wird. Das ist bis dato nun mal meine Reihenfolge und wenn mir mein "Refreshing" nicht das Gegenteil beweist, bleibt es für mich dabei. Da Leistung zeitlos ist, habe ich auch kein Problem mit Verschwinden oder Erhaltung. [/quote] Leistung ist für E-Techniker das, was sie wohl vor der Energie kennen lernen, was der Ermittlung recht einfach zugänglich ist. So ist für E-Techniker die Leistung das Ursprüngliche. Die Energie ist für sie oft (nur)das Integral über die Leistung. Tatsächlich ist die Energie das "Ursprüngliche". (Ich bin übrigens E-Techniker.) Die Momentanleistung ist der momentane Gradient der zeitlichen Änderung der Energie. Das Integral darüber liefert auch nur Zuwachs oder Abnahme der Energie, nicht den absoluten Wert. Daran sollten wir schon denken, auch wenn wir oft mit der Leistung operieren (müssen.) Die Größe Leistung hat eine beschränkte Aussagekraft. [quote] [quote]Die Frage ist doch aber: Wie sieht es im Bereich der Überlagerung genau aus? Addiert sich hier einfach alles das, was bei den einzelnen Komponenten zu finden ist? Was überlagert sich direkt additiv und was entsteht erst in Folge dieser Überlagerung.[/quote] Das ist für mich der wunde Punkt. Da U und I (E und H) nicht mehr unabhängig sind, möchte ich z.Bspl. genau die Leistungsberechnung getrennter Wellen vs Summenwelle nachvollziehen, ebenso wer was und wie und warum überhaupt denn nun reflektiert wird (Ladungen, Felder, Schwingungen, Wellen, Energie, Leistung .... Tod und Teufel...).[/quote]
Das will ich auch in der Antwort an Ulrich schreiben, die ich ihm versprochen habe. Diese wird aber wegen Umfänglichkeit noch etwas dauern.
Du kannst Dir (wenn nicht schon geschehen) meinen Beitrag vom 13.8.2011 11:53 ansehen. Dort hatte ich für den Fall der Totalreflexion einiges zum Thema geschrieben, auch zu Blind- und Wirkleistung und der Reflexion. Noch etwas zur Reflexion steht im fragmentarischen Dokument, das ich an meinen Beitrag vom 25.7.2011 17:19 angehängt hatte (dort im Abschnitt "Das Wesen der Reflexion".) Jetzt nur so viel: Reflektiert werden Wellen. Wellen beschreiben die räumliche Fortpflanzung der zeitlichen Änderung einer Größe, bei uns der Spannung und des Stromes.
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392a
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Hallo Karl,
[quote]
[color=green:1hnsaxeo][i:1hnsaxeo]"... The E and B are at right angles;
therefore there is a Poynting vector directed radially inward,
as shown in the figure. There is a flow of energy into the wire
all around. It is, of course, equal to the energy being lost in
the wire in the form of heat. So our "crazy" theory says that
the electrons are getting their energy to generate heat
because of the energy flowing into the wire from the field
outside. Intuition would seem to tell us that the electrons get
their energy from being pushed along the wire, so the energy
should be flowing down (or up) along the wire...[/i:1hnsaxeo]
[/color:1hnsaxeo]
Das hat Richard Feynman gesagt. Du kannst jetzt natürlich
sagen, diese Theorie sei tatsächlich zu "crazy" um wahr
zu sein und weiterhin an Deine konträre Theorie glauben.
[/quote]
Welche "konträre Theorie" soll das denn sein?
Das Feynman-Zitat entspricht genau dem, was ich vor 9 Tagen in diesem Thread geschrieben habe:
[color=blue:1hnsaxeo][i:1hnsaxeo]Bei einer fehlangepaßten Leitung mit Skineffekt-Verlusten muß es auf jeden Fall zwei Energieströme geben:
1) den schwächer werdenden, vorwärtsgerichteten in Richtung Last
2) weil noch eine E-Komponente in Leiterrichtung auftritt, einen Verlust-Energiestrom in Radialrichtung (in den Leiter hinein)
[/i:1hnsaxeo][/color:1hnsaxeo]
(bei Feynman gibt es keinen axialen Energiestrom, weil er anscheinend dort nur die reinen Leiterverluste behandeln will)
[quote]
Elektromagnetische Energie fließt nicht [i:1hnsaxeo]im[/i:1hnsaxeo] Leiter sondern
im EM-Feld [i:1hnsaxeo]außerhalb[/i:1hnsaxeo] des Leiters zum Lastwiderstand
und genauso zu den verteilten Verlustwiderständen des
Leiters - und sie dringt in diese "Ohm'schen" Widerstände
mit einer Rate von P=I²R ein.
[/quote]
Wo habe ich denn etwas anderes behauptet?
Ich erinnere daran, Ausgangspunkt war in Deinem Artikel der Absatz
[i:1hnsaxeo](..)Und wir würden verstehen, dass die Ursache des Zusatzverlustes
auf der Leitung bei Fehlanpassung nicht
durch höhere Spannungen und Ströme oder zusätzliche
Wege, sondern durch eine längere Verweilzeit
eines Energiequantums in der verlustbehafteten Leitung
infolge größerer Energiedichte und kleineren
Energieflusses begündet ist und sich so auch quantitativ
exakt herleiten läßt.(..)[/i:1hnsaxeo]
dem sich dann noch
[i:1hnsaxeo]Spannung bzw. Strom auf der Leitung können sich
maximal verdoppeln (bei totaler Fehlanpassung),
kannst Du daraus den Zusatzverlust exakt herleiten ?
Dann zeig's mir ! [/i:1hnsaxeo]
anschloß. Nun, daß es im Prinzip möglich ist, die Zusatzverluste über die Spannungen und Ströme exakt zu bestimmen, hat Karsten mit seiner SPICE-Simulation gezeigt, und wie das exakte allgemeine Ergebnis über die Leitungstheorie berechnet wird, steht in meinem PDF. Mir scheint, was uns jetzt noch fehlt, ist die exakte Herleitung über [i:1hnsaxeo]"längere Verweilzeit eines Energiequantums"[/i:1hnsaxeo]..
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