Amateurfunk Forum - Archiv

[quote]Hallo,
[quote]Nun habe ich noch die Aussage versucht zu überprüfen, daß es im eingeschwungenen Zustand egal sei, was dort am Leitungseingang für eine Impedanz dran hängt.
[/quote]
das bezog sich natürlich nur auf den von Dir eingeführten Spezialfall des (2n-1)*Lambda/4-Stubs..[/quote]
Nun, dann haben wir uns da mißverstanden. Ich hatte immer den allgemeinen Fall im Auge, dem ich mich erstmal über Spezialfälle zu nähern suche. Schon die kurzgeschlossene Leitung ist ein ja Spezialfall, den ich zur Vereinfachung genommen habe. Die Betrachtungen an diesem Fällen sollten aber für den allgemeinen Fall einer belasteten Leitung dann von Nutzen sein.

Ich hatte Deine Aussage so aufgefaßt, daß in jedem Falle keine Leistung in den Sender zurück fließt. Nicht nur in diesem einen Spezialfall. Daher hatte ich mir auch nicht die Mühe gemacht zu untersuchen ob das für diesen Spezialfall vielleicht stimmt.

Wenn also jemand behauptet, daß [b:2130z5oc]immer[/b:2130z5oc] Leistung in den Sender zurück fließt, dann konstruiere ich einen Spezialfall für den das offenbar nicht der Fall ist. Das ist bei Lambda/4 wohl offensichtlich der Fall, denn dort haben wir einen Stromknoten am Leitungseingang. Im Bild der bewegten Ladungsträger ist dann offensichtlich, daß dort weder Wirk- noch Blindleistung durch den Leitungseingang fließt, da die Ladungsträger dort in Ruhe sind.
Aaaaber: Für den allgemeinen Fall möchte ich das nicht unterschreiben. Deswegen habe ich den Fall betrachtet in dem man die Leitung als Kondensator betrachten kann. (Der ist mir für die Energiebetrachtung etwas einfacher zu begreifen als die Induktivität.) Und in dem Fall bin ich der Meinung, daß dann Energie durch den Leitungseingang fließt. Über eine Periode gemittelt ist die geflossene Energie natürlich Null.

[quote]Versuch 1 und 2 sind natürlich klar, helfen aber bei der Beantwortung der Frage, ob bei einem kontnuierlichen Sinussignal Leistung in den Generator zurcükfließt, nicht weiter.[/quote]
Diese "Versuche" hab ich auch nur gemacht, um Vertrauen in die Simulation und die verwendeten Modelle zu bekommen. Wenn sich die Simulation hier nicht wie erwartet verhalten hätte ... Aber sie hat es ja.

[quote]Aber das Argument, daß im Spezialfall Lambda/4 der Generatorwiderstand beliebig geändert werden kann, läßt sich doch so verwenden, daß _jede_ Leitung durch Verlängern mit einem Leitungsstück gleichen Typs in diesen Zustand gebracht werden kann. Da Verlängern einer verlustlosen Leitung am Eingang ganz sicher nichts an den Reflexionsverhältnissen ändert (die werden vom Abschluß am Ende bestimmt), läßt das nur den Schluß zu, daß auch am Eingang keine vom Ende reflektierte Energie wieder in den Generator fließen kann; [/quote]
Ob man in dem Falle den Generatorwiderstand beliebig ändern darf hab ich jetzt nicht so ganz bis zuende durchdacht. Vermutlich ja. (Ich hatte übrigens in meinen Simulationsversuchen auch diesen Fall mit drin gehabt. Wenn man die Nulllinie zoomt, dann sieht man aber auch für Versuch 5 eine Änderung der minimalen Schwankungen dort. Ist dann aber wohl auf die Ungenauigkeiten der Simulation zurück zu führen.)

Aber Deine Argumentation mit dem Verständnis von Energie wie ich den Begriff verwende ist falsch, denn je nach Leitungslänge verhält sich die Energie wie ein Blindwiderstand und im allgemeinen Fall wird dort dann Energie zwischen Leitung und Generator ausgetauscht. (s.u.)


[quote]der Generator "sieht" im allgemeinen Fall nur einen Blindwiderstand, der zwischen (0,-joo) und (0+joo) liegen kann (den Kurzschlußfall 0+j0 eingeschlossen).[/quote]
Wir sind uns einig darüber, daß man mit einer kurzgeschlossene Leitung einen beliebigen Blindwiderstand simulieren kann.
Jetzt geht es im die Frage, wie wir das Wort "Energie" nun genau verwenden wollen. Am Anfang dieses Textes wird die Blindenergie so beschrieben, wie ich sie hier auch verwendet habe: http://www.poweron.ch/upload/cms/user/3 ... amorel.pdf
Auch wenn der Autor dort nicht von HF spricht ist das Bild genau dasselbe was ich hier für den HF-Fall verwende, denn ich habe bisher keine Einschränkungen gefunden nach denen dieses Bild hier unzulässig wäre.
Im allgemeinen Falle pendelt also Energie zwischen Leitung und Generator hin und her - nicht immer, aber fast immer. Und dieses Pendeln heizt Ri auf.
Im Mittel fließt natürlich keine Leistung in die Leitung hinein oder heraus. Aber sobald man sich mit den Zeitintervallen der Beobachtung in die Nähe der Periodendauer des Signals begibt, sieht man doch Energieflüsse.

Man könnte diese pendelnde Energie Blindenergie nennen, aber da durch dieses Pendeln Ri aufgeheizt wird und so dort ein Teil der Blind- in Wirkenergie umgewandelt wird, denke ich daß man diese Unterscheidung an dieser Stelle besser lassen sollte. Bei dieser Betrachtungsweise verwirrt das nur statt daß es hilft.


Nochmal zur Klarstellung worum es für mich hier geht:
Es steht für mich noch die Eingangsfrage im Raum. Nämlich ob man den hin- und rücklaufenden Leistungen in einer Übertragungsleitung eine physikalische Realität zuschreiben kann, oder ob es "nur" virtuelle Rechengrößen sind.

Für diese Frage ist es für mich von Bedeutung die Vorgänge an den Leitungsenden möglichst genau zu verstehen. Am Lastende scheint mir die Situation klar zu sein. (Ich verwende vorsichtigerweise das Wort "scheint". ) Aber am Leitungseingang ist die Situation nicht so klar.
Nach aktuellem Diskussionsstand ist die Situation stark davon abhängig a) was der Generator gerade macht (ob er z.B. ein- oder ausgeschaltet ist) und b) von der Leitungslänge und der Abschlußimpedanz.

Verstehe ich die Vorgänge an den Leitungsenden genau, dann schränkt das die Anzahl der Möglichkeiten auf der Leitung ein - vielleicht sogar dann nur auf eine.


Ich denke wir sollten uns an dieser Stelle einigen wie wir das Wort Energie genau verstehen wollen, denn sonst reden wir aneinander vorbei.

Ich lege also mal vor:
Ich verwende das Wort Energie (wenn kein Zusatz wie "virtuell", "Wirk-" oder "Blind-" dabei steht) in dem streng physikalischen Sinne als der Fähigkeit eines "Zustandes" Arbeit zu verrichten. (Kalorimetrische Messungen sind da die sozusagen letzte Stufe, denn sie messen genau das - die verrichtete Arbeit in Form einer Erwärmung.)
Eine Energiemenge läßt sich unter bestimmten Bedingungen in Wirk- und Blindenergien aufteilen. Man kann Blindleistung wohl als "gespeicherte Wirkleistung" begreifen. Aber auf jeden Fall sind beide Energieformen real - in dem Sinne als daß man sie theoretisch isolieren und mit ihnen dann Arbeit verrichten könnte.

Am Beispiel eines LC-Schwingkreises: Dort haben wir im Idealfall nur Blindenergie die periodisch zwischen L und C pendelt. Wir könnten den Schwingkreis aber zu jedem beliebigen Zeitpunkt auftrennen und die jeweils in L und C gespeicherte Energie in Wärme umwandeln (und bekämen jeweils in der Summe einen konstanten Wert).

[quote]

Nochmal zur Klarstellung worum es für mich hier geht:
Es steht für mich noch die Eingangsfrage im Raum. Nämlich ob man den hin- und rücklaufenden Leistungen in einer Übertragungsleitung eine physikalische Realität zuschreiben kann, oder ob es "nur" virtuelle Rechengrößen sind.

[/quote]

Selbstverständlich ist das reale Wirkleistung, durch Blindleistung wird nichts warm.
Die Erwärmung des Kabels kann man ja jederzeit messen und auf Leistung umrechnen.
Genau so einfach lässt sich nachweisen, dass bei vorhandenen stehenden Wellen keine Leistung im Sender verschwindet.

73
Peter

[quote]Metthias, ich bin bei der Theorie geblieben[/quote]
Die Theorie verstanden zu haben ist immer gut. Genau das ist ja für mich der Sinn dieser Diskussion. Ich hoffe auch ihr zieht darauf Nutzen.

[quote]und habe zwei Fachbücher dazu durchgeblättert und ein par Textnotizen gemacht. Ich beziehe mich auf:

Physik Band II, Elektrizität,....; Hänsel/Neumann;
Spektrum Akad. Verlag,1993, ISBN 3-86025-304-2. und

Paul; Elektrotechnik I; Springer Lehrbuch; 1993; ISBN 3-540-55753-9

Die Textnotizen habe ich nur minimal nacheditiert und lade sie als PDF (zwei Seiten) hoch. [/quote]
Hmmm, ohne die dazugehörigen Bücher ist das natürlich nur schwierig nachzuvollziehen. Ich lese aus diesen Notizen aber heraus, daß ich das alles - zumindest im Prinzip - auch kenne.

[quote]Im Prinzip bleibt es bei meiner letzten Aussage (Initialladung = Arbeit, Blindstrom nein) [/quote]
Ich denke, ich brauche mich hier nicht zu wiederholen und verweise der Einfachheit halber auf meinen Vorpost.

[quote]und bei den Simulationen ist mir jetzt der Aufwand zu hoch, habe auch keine Software dafür. [/quote]
Nun, bis vorgestern hatte ich auch keine Software dafür. Hab mir aber mal das hier vorgeschlagene LTSpice runter geladen. Ist ein kleines schlankes Programm mit etwas gewöhnungsbedürftiger Bedienung. Aber die virtuellen Experimente, die man damit machen kann, können durchaus lehrreich sein.

[quote]Es ist wie bei Statistiken, da gleube ich erst mal nur den eigenen, ... .. [/quote]
Genau meine Meinung. Deswegen hab ich ja meine eigenen Simulationen gemacht und sie hier dann vorgestellt.

[quote][quote]
Nochmal zur Klarstellung worum es für mich hier geht:
Es steht für mich noch die Eingangsfrage im Raum. Nämlich ob man den hin- und rücklaufenden Leistungen in einer Übertragungsleitung eine physikalische Realität zuschreiben kann, oder ob es "nur" virtuelle Rechengrößen sind.[/quote]
Selbstverständlich ist das reale Wirkleistung, durch Blindleistung wird nichts warm.
Die Erwärmung des Kabels kann man ja jederzeit messen und auf Leistung umrechnen.[/quote]
Ähem, nein. Ich rede die ganze Zeit erstmal nur von verlustlosen Leitungen. Da wird nichts warm. Die verlustebehafteten Leitungen kommen dann anschließend.

[quote]Genau so einfach lässt sich nachweisen, dass bei vorhandenen stehenden Wellen keine Leistung im Sender verschwindet.[/quote]
Ist Deine Aussage so zu verstehen, daß Du meinst, daß Du meinst, daß im Falle einer stehenden Welle der Innenwiderstand im Sender kalt bleibt? Dann nein, denn ich habe ja einen Fall aufgezeigt bei dem der Sender in so einem Falle durchaus Leistung verbrät.

[quote]

[quote][quote]
Nochmal zur Klarstellung worum es für mich hier geht:
Es steht für mich noch die Eingangsfrage im Raum. Nämlich ob man den hin- und rücklaufenden Leistungen in einer Übertragungsleitung eine physikalische Realität zuschreiben kann, oder ob es "nur" virtuelle Rechengrößen sind.[/quote]
Selbstverständlich ist das reale Wirkleistung, durch Blindleistung wird nichts warm.
Die Erwärmung des Kabels kann man ja jederzeit messen und auf Leistung umrechnen.[/quote]
Ähem, nein. Ich rede die ganze Zeit erstmal nur von verlustlosen Leitungen. Da wird nichts warm. Die verlustebehafteten Leitungen kommen dann anschließend. :shock:

[color=blue:2uur2ole]
Oh weh, bitte nicht...[/color:2uur2ole]

[quote]Genau so einfach lässt sich nachweisen, dass bei vorhandenen stehenden Wellen keine Leistung im Sender verschwindet.[/quote]
Ist Deine Aussage so zu verstehen, daß Du meinst, daß Du meinst, daß im Falle einer stehenden Welle der Innenwiderstand im Sender kalt bleibt?

Was meinst Du mit kalt bleibt?
Solange der Sender seine Nennleistung (angepasst) liefert ändern sich nichts im Sender, der arbeitet munter in seinen Aussenwiderstand weiter.

Dann nein, denn ich habe ja einen Fall aufgezeigt bei dem der Sender in so einem Falle durchaus Leistung verbrät.[/quote]

Das macht der eigentlich immer.
Deshalb haben die Rundfunksender Betreiber auch alles daran gesetzt über verbesserte Modulationsverfahren den Wirkungsgrad zu erhöhen.

Durch rücklaufende Wellen wird er jedenfalls nicht aufgeheizt.

73
Peter

Moin,
..(L/4-Stub)
[quote]Ob man in dem Falle den Generatorwiderstand beliebig ändern darf hab ich jetzt nicht so ganz bis zuende durchdacht. Vermutlich ja. (Ich hatte übrigens in meinen Simulationsversuchen auch diesen Fall mit drin gehabt. Wenn man die Nulllinie zoomt, dann sieht man aber auch für Versuch 5 eine Änderung der minimalen Schwankungen dort. Ist dann aber wohl auf die Ungenauigkeiten der Simulation zurück zu führen.)
[/quote]
davon ist auszugehen. Wir sind uns ja auch einig, daß man mit solchen Simulationen keine allgemeinen Zusammenhänge "beweisen" kann, aber sie geben Hinweise auf Probleme, die man sich möglicherweise vorher noch nicht genau genug angesehen hat.
[quote]
Aber Deine Argumentation mit dem Verständnis von Energie wie ich den Begriff verwende ist falsch, denn je nach Leitungslänge verhält sich die Energie wie ein Blindwiderstand und im allgemeinen Fall wird dort dann Energie zwischen Leitung und Generator ausgetauscht. (s.u.)
[/quote]
Vielleicht ist es nützlich, sich nochmal klarzumachen, daß es in dem Zusammenhang um zwei verschiedene Sorten von Energie geht:
Einmal die Blindenergie, die nur Werte < P/(2*f) annehmen kann, und unabhängig davon die "Aufladungsenergie" der Welle Waufl=2*P*l/c, die mit der Leitungslänge l zunimmt.
Die Blindenergie fließt immer sofort während der nächsten Halbperiode zurück, während Waufl theoretisch beliebig lange in der Leitung bleibt (vgl. auch das durch Simulation nachvollzogene Beispiel des "Akkus").
Auch bei beliebiger Länge kann man ja in der Simulation sehen, daß beim Trennen der Leitung vom Generator die gesamte Wellenenergie im Kabel verbleibt; die Frage nach der physikalischen Realität kann sich doch dort gar nicht mehr stellen: sobald man irgendwann später wieder einen Abschlußwiderstand anklemmt, kommt die gesamte Energie dort als fortschreitende Welle wieder heraus.
[quote]
Im allgemeinen Falle pendelt also Energie zwischen Leitung und Generator hin und her - nicht immer, aber fast immer. Und dieses Pendeln heizt Ri auf. [/quote]
Daß ein Generator mit reellem Innenwiderstand Ri und nachgeschaltetem Blindwiderstand die gesamte gelieferte Wirkleistung in Ri verheizt, steht sicher außer Frage, trotzdem ist es abwegig, die vom Blindwiderstand nach einer halben Periode zurückgeschaufelte Energie als "rücklaufend" oder "reflektiert" zu bezeichnen, denn das impliziert nun einmal den Wellenzusammenhang, der hier nicht gegeben ist.
[quote]
Ich lege also mal vor:
Ich verwende das Wort Energie (wenn kein Zusatz wie "virtuell", "Wirk-" oder "Blind-" dabei steht) in dem streng physikalischen Sinne als der Fähigkeit eines "Zustandes" Arbeit zu verrichten. (Kalorimetrische Messungen sind da die sozusagen letzte Stufe, denn sie messen genau das - die verrichtete Arbeit in Form einer Erwärmung.)
Eine Energiemenge läßt sich unter bestimmten Bedingungen in Wirk- und Blindenergien aufteilen. Man kann Blindleistung wohl als "gespeicherte Wirkleistung" begreifen. Aber auf jeden Fall sind beide Energieformen real - in dem Sinne als daß man sie theoretisch isolieren und mit ihnen dann Arbeit verrichten könnte.
[/quote]
Ja, daher ist es aber nach dieser Begriffsklärung auch wenig sinnvoll, den Begriff der Blindenergie mit der zweifellos physikalisch sehr realen Energie einer rücklaufenden Leitungswelle zu vermischen.
73

@leo: ich komme noch einmal auf die Theorie zurück, weil m.E. Dein Grundansatz in die Irre führt. Du gehst immer wieder im Ansatz von Energie aus - das ist die gleiche Beweisführung wie zur Teilchentheorie und funktioniert nur begrenzt. Auch wenn Du es wiederholst wird es nicht besser - ich meine Deine Idee verstanden zu haben -- aber so läuft es eben nicht. Die Bücher sollten in Schulbibliotheken öffentlich zugänglich sein oder per Fernausleihe in jeder guten Bibliothek. Ich habe sie auch dort erstmalig gelesen und nachgekauft.

Energie = Arbeit = Leistung x Zeit. Deine Kondensatoraufladung ist ein statischer Fall während Du im übrigen eine TEM-Welle diskutierst. Das hat Null miteinander zu tun.
Die TEM-Welle ist Feldenergie, die letztlich im Generator mit Ladungen (nicht mit Teilchen) erzeugt wird und in der Senke verbraucht wird.

Bei einer Zerlegung der TEM-Welle ist die Phasenlage mit entscheidend, ob Leistung bzw. Energie vorhanden ist. Ein Spannungsimpuls alleine ist keine Energie. Als Blindleistung bezeichnet man den imaginären Leistungsanteil einer komplexen Leistung, und das ist genau der Teil der eben keine (Wirk-)Energie beinhaltet (auch keine gespeicherte) -- es ist von der Wortschöpfung etwas irreführend. Eine Rechteckschwingung (Welle) kannst Du zwar spektral in Sinuswellen zerlegen, aber als Energieform bleibt die rechteckig. Eine reine Blindleistung (das geschieht mit der TEM Welle bei Kurzschluß oder offenem Ende) hat U und I um 180° verschoben und damit Null Wirkleistung bzw. Energie. Die initiale Aufladung kannst Du ja nach Trennung vom Generator wieder abrufen, aber mit der TEM-Welle hat die (außer notwendiger Anwesenheit) Null am Hut und trägt nichts zum Energietransport der TEM-Welle bei (bzw. reicht nur die Wechselwirkung durch). Transportiert wird die Wechselwirkung der Ladungen per Feld(energie), nicht die Ladung selbst. Es erscheint etwas widersprüchlich, aber ich weiß keinen besseren Ausdruck dafür.

Spätestens bei Betrachtungen im relativistischen Bereich hast Du mit Teilchen/Energie Betrachtung Probleme. Es gibt als Beispiel den Mesonenzerfall bei der Höhenstrahlung, der relativistisch verzögert ist. Die Ladung bleibt gleich und ist wie das Maxwellsche Gleichungssystem Lorentz-invariant. Beim Elektron passiert das gleiche, wenn es in relativistische Bereich beschleunigt wird, bleibt die Ladung gleich. Die Energie auf der Leitung wird abhängig von deren Dielektrizitätskonstante etwas unterhalb der Lichtgeschwindigkeit transportiert. Ein Elektron auf dieser speed hätte bereits Massezuwachs, aber immer noch gleiche Ladung.

Es führt etwas von Deiner Simulation weg, aber ich bin der Meinung, daß der Ansatz der Diskussion falsch ist. Auf einer Leitung läuft nicht dauernd Energie hin und her, allenfalls meßtechnisch erfaßbare Feldgrößen, die nicht unbedingt Leistung (Energie) bedeuten. Es geht etwas in das philosophische: wenn eine Beweisführung derart widersprüchlich wird, wirft man die in der Mathematik weg und fängt halt wieder bei Adam und Eva an. Ich würde Dir einfach ein Nachlesen in dem Physikbuch II Hänsel/Neumann nochmals empfehlen. Du turnst auf einem Hochseil herum und hast vergessen, wie Du da hingekommen bist .. .. Ich will Dich nicht tratzen, aber aus meiner Sicht stimmt die Ausgangslage und damit der Blickwinkel nicht. Selbst bei einer Quanten-Betrachtung mußt Du dann mit den Mittelwerten derer Verteilung rechnen und dann ist es wieder Jacke wie Hose.

73 Peter

Hallo Ulrich,
ich habe irgendwie den Verdacht, daß wir uns bei den Grundlagen schon einig sind - daß ich mein eigentliches Problem offenbar noch nicht richtig rüber bringen konnte ...

[quote][quote]Aber Deine Argumentation mit dem Verständnis von Energie wie ich den Begriff verwende ist falsch, denn je nach Leitungslänge verhält sich die Energie wie ein Blindwiderstand und im allgemeinen Fall wird dort dann Energie zwischen Leitung und Generator ausgetauscht. (s.u.)[/quote]
Vielleicht ist es nützlich, sich nochmal klarzumachen, daß es in dem Zusammenhang um zwei verschiedene Sorten von Energie geht:
Einmal die Blindenergie, die nur Werte < P/(2*f) annehmen kann, und unabhängig davon die "Aufladungsenergie" der Welle Waufl=2*P*l/c, die mit der Leitungslänge l zunimmt.
Die Blindenergie fließt immer sofort während der nächsten Halbperiode zurück, während Waufl theoretisch beliebig lange in der Leitung bleibt (vgl. auch das durch Simulation nachvollzogene Beispiel des "Akkus").[/quote]
In diesem Fall der kurzgeschlossenen verlustlosen Leitung kann man die Energie in diese zwei Arten aufteilen, ja.
Zur Sicherheit frage ich mal explizit nach: Dann sind wir uns also einig, daß die Gesamtenergie in der Leitung in dem Zeitmaßstab der Periodendauer des Signals um den Anteil der Blindenergie schwankt?

Du sagst "Die Blindenergie fließt immer sofort während der nächsten Halbperiode zurück", also ist sie während der vorangegangenen Halbwelle in die Leitung geflossen.
Damit ist der Energiefluß durch den Leitungseingang nicht Null und ich bekomme Probleme dieses Detail mit Deiner vorher gemachten Aussage, daß keine Energie in den Sender zurück fließt, unter einen Hut zu bringen.
Vielleicht könntest Du hier noch ein paar erklärende Worte machen, was Du da meinst.

[quote]Auch bei beliebiger Länge kann man ja in der Simulation sehen, daß beim Trennen der Leitung vom Generator die gesamte Wellenenergie im Kabel verbleibt; die Frage nach der physikalischen Realität kann sich doch dort gar nicht mehr stellen: sobald man irgendwann später wieder einen Abschlußwiderstand anklemmt, kommt die gesamte Energie dort als fortschreitende Welle wieder heraus.[/quote]
Da habe ich auch keinerlei Zweifel, daß das so passiert.

Wir kommen jetzt also zu meiner Ausgangsfrage zurück und die ist vielleicht etwas esotherisch. Ganz platt gesagt lautet sie hier: Ist die Energie in der Leitung in dieser Situation dann in Ruhe, pendelt sie ein bißchen hin und her oder kreist sie auf der Leitung?
Kann man eine kreisende Energie eigentlich messen? Vermutlich nicht.
Die ganze Frage wäre eigentlich uninteressant, wäre da nicht dieses Bild der hin und rücklaufenden Leistungen. Leistung ist für mich immer mit Energietransport oder -umwandlung verbunden - es sei denn es ist an dieser Stelle nur eine virtuelle Rechengröße, die so keine physikalische Entsprechung hat, gemeint.
Wenn man letzteres annimmt, dann fallen viele argumentative Probleme weg, nur sind dann z.B. Richtkoppler schwerer zu erklären.

Wenn man die Begriffe hin- und rücklaufende Leistung hier wörtlich nimmt, dann würde sich daraus doch ein auf der Leitung kreisender Energiestrom ergeben müssen. Bei dieser Leitung, die jetzt auf beiden Seiten 100% reflektiert gibt das auch keine argumentativen Probleme, denn es gibt ja jeweils einen Grund warum die Energie an den Leitungsenden die Richtung wechseln muß.
Nur fällt dieser Grund im Falle des angepaßten Senders am Leitungseingang dann weg - und da fangen die argumentativen Probleme dann an, denn nun müßte die rücklaufende Energie ja eigentlich zurück in den Sender fließen.
Ich habe aber mit der kurzgeschlossenen Lambda/4-Leitung einen Fall konstruiert, bei dem das definitiv nicht der Fall ist (es sei denn man postuliert gegenläufige Ströme, die sich nicht beeinflussen - was für mich physikalischer Blödsinn ist, denn Ri schert sich darum nicht, müßte also in dem Falle warm werden). Hier haben wir also einen Fall wo die rücklaufende Energie ohne physikalischen Grund am Leitungseingang umkehren müßte.

Im U/I-Bild auf der Leitung zum Beispiel müßten diese sich wechselwirkungsfrei durchdringenden Ströme dann ebenfalls vorhanden sein, würde man den hin- und rücklaufenden Leistungen eine reale Bedeutung zuschreiben.
Da das U/I-Bild auf der Leitung aber schon eine Abstraktionsebene über dem Wellenbild liegt (nicht immer (wohl aber bei TEM-Wellen) macht dieses Bild auf Leitungen Sinn sagt meine Literatur) sind Aussagen über sich durchdringende Ströme etwas schwierig zu verargumentieren. man stelle sich an dieser Stelle die Leitung mal als Hohlleiter vor - da haben wir keine Ladungsträger die die Energie transportieren und Strom und Spannung wären dann nur theoretische Gebilde.
Im Sender mit seinen Leitern und bewegten Ladungsträgern habe ich da weniger Schwierigkeiten.

Vielleicht ist das nicht ganz so einfach zu erkennen, daher nochmal explizit:
Ich habe ein Problem damit den hin- und rücklaufenden Leistungen eine physikalische Realität zuzuschreiben. Ich kann unter bestimmten Bedingungen gut damit rechnen, aber weiter darf man dort m.E. nicht gehen. Diese Leistungen sind für mich im Moment also weder Blind- noch Wirkleistungen, sondern erstmal nur Rechengrößen.
Mein Problem ist, daß diese Leistungen aber in einer Art und Weise verwendet werden, die ihnen eine reale Bedeutung zuschreibt.

Für den Senderausgang stellt sich mir die Situation so dar, daß sich dort abhängig von den Abschlußimpedanzen, dem Wellenwiderstand der Leitung und der Leitungslänge mehr oder weniger komplexe Situationen entstehen. Darunter sind Situationen in denen zwischen Leitung und Sender keinerlei Energie ausgetauscht wird, aber auch welche in denen das der Fall ist (im allgemeinen Fall den in der Abschlußimpedanz verbratenen Teil natürlich raus gerechnet - dieser Teil ist ja trivial).

Damit sind die beiden Bilder, daß keinerlei Energie in den Sender zurück fließt (ich rechne hier Blindenergie ausdrücklich mit hinzu) als auch das Bild daß die komplette rücklaufende Energie in den Sender zurück läuft nicht richtig. Es ist etwas dazwischen.


[quote][quote]
Im allgemeinen Falle pendelt also Energie zwischen Leitung und Generator hin und her - nicht immer, aber fast immer. Und dieses Pendeln heizt Ri auf. [/quote]
Daß ein Generator mit reellem Innenwiderstand Ri und nachgeschaltetem Blindwiderstand die gesamte gelieferte Wirkleistung in Ri verheizt, steht sicher außer Frage, trotzdem ist es abwegig, die vom Blindwiderstand nach einer halben Periode zurückgeschaufelte Energie als "rücklaufend" oder "reflektiert" zu bezeichnen, denn das impliziert nun einmal den Wellenzusammenhang, der hier nicht gegeben ist.[/quote]
Äh, nein. Denn Wellenzusammenhang habe ich dort nicht benötigt, sondern nur das Ersatzschaltbild eines Kondensators verwendet (der sich allerdings aus einer Ableitung über Wellenbetrachtungen ergibt). Hin- und rücklaufend beziehen sich bei diesem Beispiel dann erstmal auf die Richtungen in den Kondensator und wieder raus. Ich sehe da eigentlich kein Problem.

[quote][quote]
Ich lege also mal vor:
Ich verwende das Wort Energie (wenn kein Zusatz wie "virtuell", "Wirk-" oder "Blind-" dabei steht) in dem streng physikalischen Sinne als der Fähigkeit eines "Zustandes" Arbeit zu verrichten. (Kalorimetrische Messungen sind da die sozusagen letzte Stufe, denn sie messen genau das - die verrichtete Arbeit in Form einer Erwärmung.)
Eine Energiemenge läßt sich unter bestimmten Bedingungen in Wirk- und Blindenergien aufteilen. Man kann Blindleistung wohl als "gespeicherte Wirkleistung" begreifen. Aber auf jeden Fall sind beide Energieformen real - in dem Sinne als daß man sie theoretisch isolieren und mit ihnen dann Arbeit verrichten könnte.
[/quote]
Ja, daher ist es aber nach dieser Begriffsklärung auch wenig sinnvoll, den Begriff der Blindenergie mit der zweifellos physikalisch sehr realen Energie einer rücklaufenden Leitungswelle zu vermischen.
[/quote]
... Moooment: Auch Blindenergie ist eine reale Energieform, die man ggf. auch "anfassen" kann. Wie ich in meinem Vorpost ausgeführt habe, will ich auf dieser Ebene die Unterscheidung zwischen Blind- und Wirkenergie nicht machen.

[quote]... Moooment: Auch Blindenergie ist eine reale Energieform, die man ggf. auch "anfassen" kann. Wie ich in meinem Vorpost ausgeführt habe, will ich auf dieser Ebene die Unterscheidung zwischen Blind- und Wirkenergie nicht machen.[/quote] Leo, jetzt wird es aber fast esoterisch. Nur weil Du von einem aufgeladenen Kondensator eine gewischt bekommst, ist es keine "reale gewordene Blindleistung" . Das kannst Du per Wiederholung auch nicht "real machen". Was Dir in die Finger geht, ist die statische (Initial-)Ladung des Kondensators an Dir als Entladung über einen Wirkwiderstand und damit Wirkleistung (wie von einem Akku). Von Blindleistung spricht man (nur) bei Wechselstrom- Verhältnissen (da gehört HF auch dazu) und es ist der imaginäre Teil der komplexen Leistung. Für diesen imaginären Teil sind Spannung und Strom um ±pi/2 verschoben und können keinerlei Leistung und damit auch keine Energie bewirken. Was glaubst Du eigentlich, warum man die "Blind" genannt hat. ??
73 Peter

[quote]@leo: ich komme noch einmal auf die Theorie zurück, weil m.E. Dein Grundansatz in die Irre führt. Du gehst immer wieder im Ansatz von Energie aus - das ist die gleiche Beweisführung wie zur Teilchentheorie und funktioniert nur begrenzt. Auch wenn Du es wiederholst wird es nicht besser - ich meine Deine Idee verstanden zu haben -- aber so läuft es eben nicht. [/quote]

[quote]Die Bücher sollten in Schulbibliotheken öffentlich zugänglich sein oder per Fernausleihe in jeder guten Bibliothek. Ich habe sie auch dort erstmalig gelesen und nachgekauft.[/quote]
Was ich da sagen wollte ist, daß mir die Stichworte geläufig sind und ich entsprechende Texte gelesen habe. Ich will nicht ausschließen, daß in Deinen Büchern nicht noch Details stehen, die ich noch nicht kenne, aber im Grundsatz müßte ich das alles kennen. Vieles müßte z.B. in meinen Büchern aus dem Grundstudium zu finden sein.

[quote]Energie = Arbeit = Leistung x Zeit. [/quote]
Für die Haarspalter: Energie ist die Fähigkeit Arbeit verrichten zu können. Sie muß nicht unbedingt in Arbeit umgewandelt werden.
Leistung ist die während eines Zeitintervalls durch eine Referenzfläche geflossene oder in einem Referenzvolumen von einer in einer andere Energieform umgewandelte Energiemenge. Was man da jeweils genau mit dem Begriff Leistung meint, muß jeweils dazu gesagt werden.

[quote]Deine Kondensatoraufladung ist ein statischer Fall während Du im übrigen eine TEM-Welle diskutierst. Das hat Null miteinander zu tun.
Die TEM-Welle ist Feldenergie, die letztlich im Generator mit Ladungen (nicht mit Teilchen) erzeugt wird und in der Senke verbraucht wird.
[/quote]
Da bin ich nicht ganz Deiner Meinung. Diese Energiebetrachtungen am Kondensator gelten auch für den dynamischen Fall. Man könnte in jedem beliebigen Zeitpunkt den Kondensator von aus dem System trennen und abhängig von seinem aktuellen Ladungszustand ist eine bestimmte Energiemenge in ihm gespeichert. Und diese Energiemenge könnte man dann problemlos in Wärmeenergie umwandeln.
Wieso siehst Du in Teilchen und Ladungen einen Unterschied? Gerade dieses Bild der Ladungen ist doch ein Teilchenbild.

Wellenphänomene habe ich so weit als möglich versucht aus dem Bild zu eleminieren. (Ich denke wir reden hier über den letzten Teil unserer Diskussion wo es erstmal nur noch im die Vorgänge am Leitungseingang ging) Die Wellenbetrachtungen stecken in dem Übergang der Leitung plus der Lastimpedanz in die Ersatzimpedanz. Ab da benötigt man die Welleneigenschaften nicht mehr (man muß natürlich die Randbedingungen beachten und darf die Frequenz nicht ändern und darf auch nur den stationären Fall betrachten - aber diese Einschränkungen habe ich jeweils berücksichtigt.)


[quote]Bei einer Zerlegung der TEM-Welle ist die Phasenlage mit entscheidend, ob Leistung bzw. Energie vorhanden ist. Ein Spannungsimpuls alleine ist keine Energie. Als Blindleistung bezeichnet man den imaginären Leistungsanteil einer komplexen Leistung, und das ist genau der Teil der eben keine (Wirk-)Energie beinhaltet (auch keine gespeicherte) -- es ist von der Wortschöpfung etwas irreführend. Eine Rechteckschwingung (Welle) kannst Du zwar spektral in Sinuswellen zerlegen, aber als Energieform bleibt die rechteckig.[/quote]
Die Betrachtungen von Phasenbeziehungen zwischen Strom und Spannung macht in einem gewissen Modell Sinn.
Und die Aufteilung von Leistung in Wirk- und Blindleistung ist für bestimmte Betrachtungweisen ebenfalls sinnvoll. Eine Methode mit diesen zwei Leistungsformen effizient zu rechnen, sind die komplexen Zahlen.
Das ändert aber nichts daran, daß jede Blindleistung am Anfang mal Wirkleistung war - ein Generator hat Energie (zum Beispiel aus einer Batterie) in ein System (zum Beispiel einen LC-Schwingkreis) geben müssen. Wenn man die Batterie dann trennt, schwingt der Schwingkreis vor sich hin. Im Bild der Blind- und Wirkleistungen enthält dieser Schwingkreis nur Blindenergie. Belastet man diesen Schwingkreis mit einem ohmschen Widerstand, dann wird diese Blindenergie wieder in Wirkenergie (in diesem Falle Wärme) umgewandelt ...

Zerlegt man eine Rechteckschwingung per Fourier in seine Sinusanteile, dann kann man jedem dieser Sinusanteile seine anteilige Energie zuordnen. Im Falle daß die Ausbreitungsgeschwindigkeit von der Frequenz abhängt (also im realen Fall) bekommt man über die Ausbreitungen der Sinusanteile auch die Ausbreitung der Energie des Rechteckimpulses. Der bleibt dann nicht rechteckförmig, sondern läuft auseinander.

Wo man aufpassen muß ist, Leistungen aus Strom und Spannung zu berechnen oder aber Leistungen über in einem elektrischen Feld bewegte Ladungen zu berechnen. Diese beiden Betrachtungsweisen darf man nicht so einfach mischen - aber das habe ich auch nicht getan.


[quote]Eine reine Blindleistung (das geschieht mit der TEM Welle bei Kurzschluß oder offenem Ende) hat U und I um 180° verschoben und damit Null Wirkleistung bzw. Energie. [/quote]
Kleiner Fehler: Bei 90° Phasendifferenz hättest Du Recht - aber nicht bei 180°
Noch eine häßliche Anmerkung (Kark: Antennen und Strahlungsfelder, aktuelle Auflage s. 79 4.4 "Leistungstransport" (von TEM-Wellen)): "... in verlustfreien Medien wird daher ausschließlich [i:208cxrul]Wirkleistung[/i:208cxrul] in Richtung von ek transportiert, aber keine [i:208cxrul]Blindleistung[/i:208cxrul].

Ich denke aber es ist schlau, jetzt nicht noch eine Front zu eröffnen und die TEM-Wellen erstmal aus der Diskussion raus zu halten. Ich denke, sie sind im Moment nicht notwendig.


[quote]Die initiale Aufladung kannst Du ja nach Trennung vom Generator wieder abrufen, aber mit der TEM-Welle hat die (außer notwendiger Anwesenheit) Null am Hut und trägt nichts zum Energietransport der TEM-Welle bei (bzw. reicht nur die Wechselwirkung durch). Transportiert wird die Wechselwirkung der Ladungen per Feld(energie), nicht die Ladung selbst. Es erscheint etwas widersprüchlich, aber ich weiß keinen besseren Ausdruck dafür.
[/quote]
Die Analogie mit der Wasserleitung würde hier passen. Ich denke ich weiß was Du meinst.
Der Anfang dieses Absatzes sieht mir danach aus, als würdest Du über eine periode gemittelte Werte betrachten. Da hat der Kondensator die mittlere Ladung Null - insofern ist dort also keine Wirkenergie gespeichert. (Hier nicht mit der in der Leitung gespeicherten Energie verwechseln - diese Energie wurde durch den Übergang zur Ersatzimpedanz aus dem Modell entfernt!)

[quote]Spätestens bei Betrachtungen im relativistischen Bereich hast Du mit Teilchen/Energie Betrachtung Probleme. Es gibt als Beispiel den Mesonenzerfall bei der Höhenstrahlung, der relativistisch verzögert ist. Die Ladung bleibt gleich und ist wie das Maxwellsche Gleichungssystem Lorentz-invariant. Beim Elektron passiert das gleiche, wenn es in relativistische Bereich beschleunigt wird, bleibt die Ladung gleich. Die Energie auf der Leitung wird abhängig von deren Dielektrizitätskonstante etwas unterhalb der Lichtgeschwindigkeit transportiert. Ein Elektron auf dieser speed hätte bereits Massezuwachs, aber immer noch gleiche Ladung.[/quote]
Ich glaube, daß wir von relativistischen Bereichen noch weit entfernt sind. HF hat nichts mit relativistischen Effekten zu tun. Wir bewegen uns in Bereichen die sehr gut durch die klassische nichtrelativistische Betrachtungsweise angenähert werden könnnen.

[quote]Es führt etwas von Deiner Simulation weg, aber ich bin der Meinung, daß der Ansatz der Diskussion falsch ist. Auf einer Leitung läuft nicht dauernd Energie hin und her, allenfalls meßtechnisch erfaßbare Feldgrößen, die nicht unbedingt Leistung (Energie) bedeuten. Es geht etwas in das philosophische: wenn eine Beweisführung derart widersprüchlich wird, wirft man die in der Mathematik weg und fängt halt wieder bei Adam und Eva an.[/quote]
Du hast den Trick fast erfasst. In der Mathematik gibt es den Widerspruchsbeweis. Wenn das Ergebnis unsinnig ist heißt das, daß die Annahme falsch war. Man überprüft also seine Beweisführung auf Stimmigkeit und wenn man da keine Fehler finden kann heißt das, daß die Annahme falsch war.
Du hast den Satz jetzt selber gesagt: "Auf einer Leitung läuft nicht dauernd Energie hin und her" Diese Betrachtungsweise vermeidet viele Probleme. Ich hatte es hier wohl schon erwähnt: In der "gehobenen" Literatur wird auf diesen Aspekt nicht eingegangen, sondern immer nur die effektiv übertragene Leistung betrachtet.
Wenn ich aber nur die Möglichkeit angesprochen habe, daß man Wellen nicht so einfach Energie zuordnen sollte fiel leicht die Klappe und man warf mir vor die Grundsätze der Elektrtechnik zu mißachten.

[quote]Ich würde Dir einfach ein Nachlesen in dem Physikbuch II Hänsel/Neumann nochmals empfehlen. Du turnst auf einem Hochseil herum und hast vergessen, wie Du da hingekommen bist .. .. Ich will Dich nicht tratzen, aber aus meiner Sicht stimmt die Ausgangslage und damit der Blickwinkel nicht. Selbst bei einer Quanten-Betrachtung mußt Du dann mit den Mittelwerten derer Verteilung rechnen und dann ist es wieder Jacke wie Hose.[/quote]
Wie gesagt, ich habe nicht unbedingt die gleichen Bücher wie Du. Aber ich könnte z.B. mit Alonso/Finn - Standard University Physics i - III, Dethlefsen/Siart - Hochfrequenztechnik oder dem erwähnten Jackson dienen.
Meine Gedankengänge habe ich aus solchen Büchern.

Vielleicht steckt die Lösung in Deinem letzten Satz: Mittelwerte sind bei dieser Betrachtung mit Fingerspitzengefühl zu betrachten. Wirk- und Blindleistungen sind solche gemittelten Größen. Aber die Effekte der HF beruhen gerade auf den ungemittelten Werten. Ich denke hier muß man verdammt genau aufpassen.

[quote][quote]... Moooment: Auch Blindenergie ist eine reale Energieform, die man ggf. auch "anfassen" kann. Wie ich in meinem Vorpost ausgeführt habe, will ich auf dieser Ebene die Unterscheidung zwischen Blind- und Wirkenergie nicht machen.[/quote] Leo, jetzt wird es aber fast esoterisch. Nur weil Du von einem aufgeladenen Kondensator eine gewischt bekommst, ist es keine "reale gewordene Blindleistung" . Das kannst Du per Wiederholung auch nicht "real machen". Was Dir in die Finger geht, ist die statische (Initial-)Ladung des Kondensators an Dir als Entladung über einen Wirkwiderstand und damit Wirkleistung (wie von einem Akku). Von Blindleistung spricht man (nur) bei Wechselstrom- Verhältnissen (da gehört HF auch dazu) und es ist der imaginäre Teil der komplexen Leistung. Für diesen imaginären Teil sind Spannung und Strom um ±pi/2 verschoben und können keinerlei Leistung und damit auch keine Energie bewirken. Was glaubst Du eigentlich, warum man die "Blind" genannt hat. ??[/quote]
Blind weil die Energie im System gespeichert bleibt und ggf. nur zwischen den Teilen des Systems umverteilt, aber nicht vom System an die Umwelt abgegeben und in Arbeit umgewandelt wird. So wurde die Blindenergie meiner Erinnerung nach eingeführt.
Man kann sich aber ruhig die Verhältnisse bei der Leistungselektrik anschauen. Die Modelle gelten auch hier in der HF. Die Energieversorger müssen im Falle von Blindleistungen durchaus dickere Kabel verlegen, denn auch Blindleistungen sind reale Leistungen die durch die Kabel müssen dort dieselben Verluste erzeugen wie Wirkleistungen. (Zahlenmäßig über die jeweilige Stromstärke zu berechnen).

Esotherisch ist nur der Versuch auf der Leitung kreisende Energiemengen zu beobachten, wie es aus der behaupteten Existenz der hin- und rücklaufenden Leistungen folgen würde.
Aber wie gesagt: Wenn wir hier einen Widerspruch konstatieren könnten wäre die Sache auch zu einem guten Ende gekommen. Aber im Moment bin ich noch nicht ganz so weit hier definitiv einen Widerspruch sehen zu können. Noch ist die Sache nicht ganz wasserdicht.

[quote] .. Für die Haarspalter: Energie ist die Fähigkeit Arbeit verrichten zu können. Sie muß nicht unbedingt in Arbeit umgewandelt werden. Leistung ist die während eines Zeitintervalls durch eine Referenzfläche geflossene oder in einem Referenzvolumen von einer in einer andere Energieform umgewandelte Energiemenge. Was man da jeweils genau mit dem Begriff Leistung meint, muß jeweils dazu gesagt werden.
[/quote]Mit einer Korrektur bin ich einverstanden, da habe die aus dem Lehrbuch richtig zitierten pi/2 falsch umgerechnet, pi/2 ist 1/4 des Umfangs und damit 90° ..... ..

Ansonsten sind wir wohl mit dem zitierten Teil auf dem Punkt, wo wir uns generell unterscheiden und im Kreis drehen. Der zitierte Ansatz gilt in der Mechanik und in der Thermodynamik, bei elektrodynamischen Prozessen geht damit einiges schief. Ich habe keine "Blindenergie" eingeführt und halte das bei meinem "elektrodynamischen Energie- Verständnis" für einen Widerspruch in sich. Was Du sinngemäß mit "Blindenergie" nach meinem Verständnis meinst, ist die initiale elektrostatische und ebenfalls initiale statische magnetische Energie (S.47/48 und 61 Hänsel/Neumann Bd.II) , die absolut Null mit "Blindenergie" zu tun hat.

Dein EVU-Beispiel ist insofern falsch, als der Kabelwiderstand ein Verlustwiderstand (mit R/L/C) ist, die reell/imaginär Verhältnisse im Kabel verschiebt und im komplexen Resultat an dessen reellem Anteil Wirkleistung verbrät.

Insbesondere im Kapitel "freie elektromagnetische Wellen" ab S.264 werden elektrodynamisches Potential, der Poyntingvektor und die Energiebilanz im elektromagnetischen Feld behandelt. Ich kann nicht das Buch abschreiben und habe Dir nur Stichworte und Reihenfolge kurz zitiert. Du findest dort Maxwell et al. mit den Ableitungen, Differentialgleichungen, Integralen usw. wiederr, im Anhang einiges zur Vektoranalysis mit grad, rot und div. In der Elektrizitätslehre ist Energie = Arbeit =Leistung mal Zeit. Die Fähigkeit Arbeit zu verrichten sind dort (Ladungs- bzw. Feld-) Potentiale (skalare und vektorielle). Was was Du als Leistung bezeichnest hast, ist die Energiedichte (z.Bspl Watt*Sekunden/qm), die Leistung selbst ist zeitlos.

Diese Begriffe sind bereits "belegt" (definiert), Seite 296 eine Zusammenfassung. Bei der Arbeit bzw. Energie wird in Wattsekunden gerrechnet 1 Ws = 1 Nm (Newton Meter) in der Mechanik = 1 Joule in der Thermodynamik. Wir brauchen das Rad nicht zum zweiten Mal erfinden "und etwas dazu sagen, was wir meinen".

Ich klappe jetzt den Buchdeckel zu und bleibe im Hintergrund. Meine Energie ist noch da , aber ich werde sie nicht in weitere Arbeit umwandeln bzw. strömen lassen. Nachdem unserer beiden Leitung völlig fehlangepaßt ist, werde ich mein Potential im Ruhezustand erhalten und etwas Maxwell aus der Kaffeedose löffeln. ..

73 Peter

Damit kein Mißverständis aufkommt: ich finde die Diskussion sehr gut und habe einiges bei mir wieder aufgefrischt, also danke an alle Beteiligten. Aber wie man hier so schön sagt:
-- "jetzat mog i nimmer".

Moin,
[quote]
ich habe irgendwie den Verdacht, daß wir uns bei den Grundlagen schon einig sind - daß ich mein eigentliches Problem offenbar noch nicht richtig rüber bringen konnte ...

[color=blue:36sdbsaf]Ja, wir müssen uns vermutlich nur noch darauf einigen, was genau unter "reflektierter Energie" verstanden werden soll, bin da auch eigentlich zuversichtlich, daß das ohne relativistische Betrachtung aufgelöst werden kann..).[/color:36sdbsaf]

[quote][quote]Aber Deine Argumentation mit dem Verständnis von Energie wie ich den Begriff verwende ist falsch, denn je nach Leitungslänge verhält sich die Energie wie ein Blindwiderstand und im allgemeinen Fall wird dort dann Energie zwischen Leitung und Generator ausgetauscht. (s.u.)[/quote]
Vielleicht ist es nützlich, sich nochmal klarzumachen, daß es in dem Zusammenhang um zwei verschiedene Sorten von Energie geht:
Einmal die Blindenergie, die nur Werte < P/(2*f) annehmen kann, und unabhängig davon die "Aufladungsenergie" der Welle Waufl=2*P*l/c, die mit der Leitungslänge l zunimmt.
Die Blindenergie fließt immer sofort während der nächsten Halbperiode zurück, während Waufl theoretisch beliebig lange in der Leitung bleibt (vgl. auch das durch Simulation nachvollzogene Beispiel des "Akkus").[/quote]
In diesem Fall der kurzgeschlossenen verlustlosen Leitung kann man die Energie in diese zwei Arten aufteilen, ja.

[color=blue:36sdbsaf]auch im allgemeinen Fall, wenn man z. B. den Kurzschluß durch einen sehr kleinen ohmschen Widerstand R ersetzt, überwiegt immer noch bei weitem die in der Leitung gespeicherte Wellenenergie, es fließt etwas in Richtung R ab, und der Generator "sieht" eine Impedanz, deren Phase jetzt etwas kleiner als 90 Grad ist. Dieser kleine Realteil gleicht den Abfluß nach R aus.[/color:36sdbsaf]

Zur Sicherheit frage ich mal explizit nach: Dann sind wir uns also einig, daß die Gesamtenergie in der Leitung in dem Zeitmaßstab der Periodendauer des Signals um den Anteil der Blindenergie schwankt?

[color=blue:36sdbsaf]Ja.[/color:36sdbsaf]

Du sagst "Die Blindenergie fließt immer sofort während der nächsten Halbperiode zurück", also ist sie während der vorangegangenen Halbwelle in die Leitung geflossen.
Damit ist der Energiefluß durch den Leitungseingang nicht Null und ich bekomme Probleme dieses Detail mit Deiner vorher gemachten Aussage, daß keine Energie in den Sender zurück fließt, unter einen Hut zu bringen.
Vielleicht könntest Du hier noch ein paar erklärende Worte machen, was Du da meinst.

[color=blue:36sdbsaf]
Die Aussage, zu der ich weiterhin stehe: es fließt keine Energie der vom Leitungsende reflektierten Welle zurück in den Sender.
Daß während der zweiten Schwingungshälfte wieder Strom zum Generator zurückfließt, ist aber doch keine spezielle Eigenschaft des Blindwiderstands oder der Fehlanpassung, das passiert in jedem Wechselstromkreis. Selbst bei perfekter Anpassung RG=50 Ohm, RL=50 Ohm, ganz ohne Leitung, würde nach dieser Vorstellung 25% der Energie wieder zum Generator zurückfließen, denn RG verbrät schon 'mal die halbe Leistung, davon ist wieder die Hälfte auf zurückströmende Ladungsträger zurückzuführen... Irgendwie bringt das keinen wesentlichen Erkenntnisgewinn, das einzige, was den Blindwiderstand ausmacht, ist seine 90-Grad-Phasenschiebereigenschaft.
[/color:36sdbsaf]

[quote]Auch bei beliebiger Länge kann man ja in der Simulation sehen, daß beim Trennen der Leitung vom Generator die gesamte Wellenenergie im Kabel verbleibt; die Frage nach der physikalischen Realität kann sich doch dort gar nicht mehr stellen: sobald man irgendwann später wieder einen Abschlußwiderstand anklemmt, kommt die gesamte Energie dort als fortschreitende Welle wieder heraus.[/quote]
Da habe ich auch keinerlei Zweifel, daß das so passiert.

Wir kommen jetzt also zu meiner Ausgangsfrage zurück und die ist vielleicht etwas esotherisch. Ganz platt gesagt lautet sie hier: Ist die Energie in der Leitung in dieser Situation dann in Ruhe, pendelt sie ein bißchen hin und her oder kreist sie auf der Leitung?
Kann man eine kreisende Energie eigentlich messen? Vermutlich nicht.

[color=blue:36sdbsaf]
ohne Energieentnahme direkt erst einmal nicht. Verlustlose Spannungsmessungen sind aber kein Problem. ==> aus dem beobachteten Muster (stehende Welle) läßt sich dann auf die Existenz einer hin- und rücklaufenden Welle schließen, die jeweils die halbe Gesamtenergie transportieren.
[/color:36sdbsaf]

Die ganze Frage wäre eigentlich uninteressant, wäre da nicht dieses Bild der hin und rücklaufenden Leistungen. Leistung ist für mich immer mit Energietransport oder -umwandlung verbunden - es sei denn es ist an dieser Stelle nur eine virtuelle Rechengröße, die so keine physikalische Entsprechung hat, gemeint.
Wenn man letzteres annimmt, dann fallen viele argumentative Probleme weg, nur sind dann z.B. Richtkoppler schwerer zu erklären.

Wenn man die Begriffe hin- und rücklaufende Leistung hier wörtlich nimmt, dann würde sich daraus doch ein auf der Leitung kreisender Energiestrom ergeben müssen. Bei dieser Leitung, die jetzt auf beiden Seiten 100% reflektiert gibt das auch keine argumentativen Probleme, denn es gibt ja jeweils einen Grund warum die Energie an den Leitungsenden die Richtung wechseln muß.

[color=blue:36sdbsaf]Nunja, der Begriff "kreisend" scheint mir etwas schwammig zu sein. Es gibt zwei Energieströme, einer zum Leitungsende hin, einer in Gegenrichtung.
[/color:36sdbsaf]

Nur fällt dieser Grund im Falle des angepaßten Senders am Leitungseingang dann weg - und da fangen die argumentativen Probleme dann an, denn nun müßte die rücklaufende Energie ja eigentlich zurück in den Sender fließen.

[color=blue:36sdbsaf]Das hatte ich im anderen Post ja schon einmal erwähnt: der Knackpunkt scheint der Begriff "Anpassung" zu sein, wenn auf der anderen Seite des Generatorwiderstands kein Punkt mit Nullpotential, sondern die Spannungsquelle sitzt. In diesem Fall kann man offenbar "Anpassung" an die Leitung nur daran festmachen, daß nach dem Eintreffen der reflektierten Welle sofort der stationäre Zustand erreicht wird, bei Fehlanpassung kommt es noch zu abklingenden Re-Reflexionen.
[/color:36sdbsaf]

Ich habe aber mit der kurzgeschlossenen Lambda/4-Leitung einen Fall konstruiert, bei dem das definitiv nicht der Fall ist (es sei denn man postuliert gegenläufige Ströme, die sich nicht beeinflussen - was für mich physikalischer Blödsinn ist, denn Ri schert sich darum nicht, müßte also in dem Falle warm werden). Hier haben wir also einen Fall wo die rücklaufende Energie ohne physikalischen Grund am Leitungseingang umkehren müßte.

[color=blue:36sdbsaf]
Der physikalische Grund ist doch einfach die fehlende Potentialdifferenz. (ähnlich wie im Praktikumsversuch: "Poggendorffsche Kompensationsmethode")[/color:36sdbsaf]

Im U/I-Bild auf der Leitung zum Beispiel müßten diese sich wechselwirkungsfrei durchdringenden Ströme dann ebenfalls vorhanden sein, würde man den hin- und rücklaufenden Leistungen eine reale Bedeutung zuschreiben.

[color=blue:36sdbsaf] hm, wechselwirkungsfrei? Man sieht doch die Überlagerung als stehende Welle..
[/color:36sdbsaf]

Vielleicht ist das nicht ganz so einfach zu erkennen, daher nochmal explizit:
Ich habe ein Problem damit den hin- und rücklaufenden Leistungen eine physikalische Realität zuzuschreiben. Ich kann unter bestimmten Bedingungen gut damit rechnen, aber weiter darf man dort m.E. nicht gehen. Diese Leistungen sind für mich im Moment also weder Blind- noch Wirkleistungen, sondern erstmal nur Rechengrößen.
Mein Problem ist, daß diese Leistungen aber in einer Art und Weise verwendet werden, die ihnen eine reale Bedeutung zuschreibt.
[/quote]
falls das nur reine Rechengrößen wären, würde aber doch der "Akku"-Versuch nicht funktionieren.

Hallo Peter,
ich sortier Deine Anwort mal etwas um und antworte dann drauf

[quote][quote] .. Für die Haarspalter: Energie ist die Fähigkeit Arbeit verrichten zu können. Sie muß nicht unbedingt in Arbeit umgewandelt werden. Leistung ist die während eines Zeitintervalls durch eine Referenzfläche geflossene oder in einem Referenzvolumen von einer in einer andere Energieform umgewandelte Energiemenge. Was man da jeweils genau mit dem Begriff Leistung meint, muß jeweils dazu gesagt werden.[/quote]
In der Elektrizitätslehre ist Energie = Arbeit =Leistung mal Zeit. Die Fähigkeit Arbeit zu verrichten sind dort (Ladungs- bzw. Feld-) Potentiale (skalare und vektorielle). Was was Du als Leistung bezeichnest hast, ist die Energiedichte (z.Bspl Watt*Sekunden/qm), die Leistung selbst ist zeitlos.

Diese Begriffe sind bereits "belegt" (definiert), Seite 296 eine Zusammenfassung. Bei der Arbeit bzw. Energie wird in Wattsekunden gerrechnet 1 Ws = 1 Nm (Newton Meter) in der Mechanik = 1 Joule in der Thermodynamik. Wir brauchen das Rad nicht zum zweiten Mal erfinden "und etwas dazu sagen, was wir meinen". [/quote]
Die Begriffe sind belegt, stimmt. Und ich will die Begriffe bestimmt nicht neu belegen - ganz im Gegenteil.
Diejenigen, die bei diesen Begriffen die "Hoheitsrechte" haben, sind die Physiker. (Ich hab das mal studiert und denke ich bin auf diesem Gebiet recht trittsicher, auch wenn es lange her ist.) Die haben den Begriff der Energie eingeführt. Einen recht ausführlichen Artikel findet man z.B. bei Wikipedia: http://de.wikipedia.org/wiki/Energie
Für uns hier interessant ist der Satz "Energie ist die Fähigkeit, mechanische Arbeit zu verrichten." Insofern ist Dein Gleichheitszeichen zwischen Energie und Arbeit mit etwas Vorsicht zu sehen - links und rechts des Gleichheitszeichens steht nicht dasselbe. Die Einheit in der die Energie gemessen wird ist nicht weiter relevant. Die Menge der Energie ändert sich nicht, wenn man sie von einer in eine andere Energieform umwandelt. (Das ist ja der "Witz" der Energie.)

Meine Definition der Leistung ist durchaus korrekt. Die Feinheit liegt darin, daß ich nicht die Energiemenge nicht auf die Fläche bezogen habe. Man muß bei diesen Betrachtungen immer sagen wo man die Energie, bzw. Leistung mißt. Z.b. über den Querschnitt eines Leiters - dann ist für einen Gleichstrom der Querschnitt des Leiters die Referenzfläche über die die Leistung gemessen wird. Erst wenn man zu Energie pro Fläche geht, wird eine Energiedichte draus - aber das steht so nicht in meiner Definition. Manchmal braucht man die Referenzfläche nur nicht explizit angeben, weil sie implitzit klar ist (z.B. im o.a. Beispiel).

Und Leistung ist beileibe nicht "zeitlos". Sie ist definiert als die Ableitung der Energie nach der Zeit. (Müßte man für eine allgemeine Definiation natürlich etwas noch hübscher ausformulieren)

Es gibt keine spezielle Theorie für Energien in elektrischen Systemen - die allgemeinen Gesetze über Energien gelten auch hier. Natürlich noch zusätzliche für diese speziellen Energieformen.

Ich bin eben dann noch über einen Aufsatz von Herrn Siart gestolpert - es ist ein Auszug aus dem Buch aus dem ich schon zitiert habe. Hier wird sehr kompakt die Wirk- und Blindleistung eingeführt in dem Sinne wie ich sie verwendet habe. Praktischerweise stammt dieser Aufsatz aus einem Buch über Hochfrequenztechnik, so daß sich jetzt Zweifel an der Zulässigkeit dieser Sichtweise in der HF-Landschaft auflösen sollten.
http://www.siart.de/lehre/leistung.pdf


[quote]Insbesondere im Kapitel "freie elektromagnetische Wellen" ab S.264 werden elektrodynamisches Potential, der Poyntingvektor und die Energiebilanz im elektromagnetischen Feld behandelt. Ich kann nicht das Buch abschreiben und habe Dir nur Stichworte und Reihenfolge kurz zitiert. Du findest dort Maxwell et al. mit den Ableitungen, Differentialgleichungen, Integralen usw. wiederr, im Anhang einiges zur Vektoranalysis mit grad, rot und div. [/quote]
Auch wenn es eingerostet ist, die Mathematik dazu hab ich mal beherrscht. Dummerweise ist dieses Bild aber hier nicht geeignet, deswegen habe ich vermieden es zu benutzen. Und zwar aus folgendem Grund:
Der kritische Punkt ist der Leitungseingang. Dieser Punkt trennt zwei unterschiedliche Systeme einmal die Leitung auf der Wellen existieren. Hier müßte man sich jetzt noch einigen ob man in die U/I-Darstellung geht oder über die E/B Darstellung redet. Für Hohlleiter natürlich nur letzteres. Aber auf der anderen Seite des Leitungseinganges haben wir einen Sender in dem die Wellendarstellung nicht gilt.
Um jetzt vom Sender auf die Leitung zu wechseln und umgekehrt muß man das Modell wechseln. Und genau das wäre eine methodische Todsünde. So etwas ist nicht - oder nur sehr schwer - zu verargumentieren.

[quote]Dein EVU-Beispiel ist insofern falsch, als der Kabelwiderstand ein Verlustwiderstand (mit R/L/C) ist, die reell/imaginär Verhältnisse im Kabel verschiebt und im komplexen Resultat an dessen reellem Anteil Wirkleistung verbrät.[/quote]
? Verstehe da nicht ganz was Du sagen willst.
Aber wie dem auch sei - alle Effekte die aus der Leistungsbetrachtung bei EVUs kommen, verlieren bei Übergang zur HF nicht ihre Gültigkeit. Es kommen nur noch weitere Effekte hinzu.

[quote]Mit einer Korrektur bin ich einverstanden, da habe die aus dem Lehrbuch richtig zitierten pi/2 falsch umgerechnet, pi/2 ist 1/4 des Umfangs und damit 90° ..... .. [/quote]
Was dann allerdings einige Deiner Aussagen im betreffenden Post betrifft ...

[quote]Ansonsten sind wir wohl mit dem zitierten Teil auf dem Punkt, wo wir uns generell unterscheiden und im Kreis drehen. Der zitierte Ansatz gilt in der Mechanik und in der Thermodynamik, bei elektrodynamischen Prozessen geht damit einiges schief. Ich habe keine "Blindenergie" eingeführt und halte das bei meinem "elektrodynamischen Energie- Verständnis" für einen Widerspruch in sich. Was Du sinngemäß mit "Blindenergie" nach meinem Verständnis meinst, ist die initiale elektrostatische und ebenfalls initiale statische magnetische Energie (S.47/48 und 61 Hänsel/Neumann Bd.II) , die absolut Null mit "Blindenergie" zu tun hat.[/quote]
Ich habe jetzt keine kurze und knackige Zusammenfassung meines verwendeten Bildes gefunden, aber mit o.A. Aufsatz von Herrn Siart kommt man sehr schnell dahin.

[quote]Ich klappe jetzt den Buchdeckel zu und bleibe im Hintergrund. Meine Energie ist noch da , aber ich werde sie nicht in weitere Arbeit umwandeln bzw. strömen lassen. Nachdem unserer beiden Leitung völlig fehlangepaßt ist, werde ich mein Potential im Ruhezustand erhalten und etwas Maxwell aus der Kaffeedose löffeln. ..[/quote]
Eine Verschnaufpause sei Dir in jedem Falle gegönnt. Bist aber herzlich eingeladen wieder einzusteigen, wenn Dir danach sein sollte.

[quote]Damit kein Mißverständis aufkommt: ich finde die Diskussion sehr gut und habe einiges bei mir wieder aufgefrischt, also danke an alle Beteiligten. Aber wie man hier so schön sagt:
-- "jetzat mog i nimmer".[/quote]
Auch von mir sicherheitshalber eine ähnliche Aussage. Auch ich finde die Diskussion hier recht fruchtbar. Auch bei mir frischt es die eingerosteten Begriffe auf. Wenn man seine Ansichten "gegen" mehr oder weniger gleichwertige "Gegener" verteidigen muß, lernt man am meisten. Egal, ob man am Ende nun gewinnt oder verliert.
Also auch von mir schonmal den Dank an alle, die mich gezwungen haben, meine Gedanken immer wieder auf Lücken überprüfen zu müssen, die Anregungen gegeben haben in welcher Richtung man noch suchen könnte (auch wenn der Weg vielleicht nicht gangbar war - auch das erhöht die Erkenntnis).

[quote]

Also auch von mir schonmal den Dank an alle, die mich gezwungen haben, meine Gedanken immer wieder auf Lücken überprüfen zu müssen, die Anregungen gegeben haben in welcher Richtung man noch suchen könnte (auch wenn der Weg vielleicht nicht gangbar war - auch das erhöht die Erkenntnis).[/quote]

Hallo Matthias,

Ich finde ein solch rein theoretische Diskussion in der krampfhaft nach Beweisen für die eine odere Theorie gesucht wird und das noch unter Umgebungsbedingungen fern jeder Realität sehr mühsam und unergiebig.

Dabei ist doch ganz schnell zu beweisen welcher Anteil der eingespeisten Energie bei hohem SWR auf der Speiseleitung in die Antenne fliesst und was auf der Leitung bleibt.
Um den Sender rückwärts einzuspeisen bleibt schlicht und einfach nichts übrig.

73
Peter