Amateurfunk Forum - Archiv

[quote]... stimmt, das ändert aber nichts an der Tatsache, daß (im eingeschwungenen Zustand) keine reflektierte Energie aus der Leitung in den Generator zurückfließt.[/quote]
Ich denke es ist interessant, diese Aussage zu ihrem Urheber zurückzuverfolgen. Wer hat das gesagt und wie hat er es begründet? Im Zuge dieser Begründung müßte doch eigentlich erklärt werden was mit dem rücklaufenden Energiestrom in der Leitung passiert.

[quote][quote]... stimmt, das ändert aber nichts an der Tatsache, daß (im eingeschwungenen Zustand) keine reflektierte Energie aus der Leitung in den Generator zurückfließt.[/quote]
Ich denke es ist interessant, diese Aussage zu ihrem Urheber zurückzuverfolgen. Wer hat das gesagt und wie hat er es begründet? Im Zuge dieser Begründung müßte doch eigentlich erklärt werden was mit dem rücklaufenden Energiestrom in der Leitung passiert.[/quote]

Das wurde schon gesagt, der heizt die Leitung auf.

Es ist auch uninteressant die Aussage zu ihrem Urheber zurück zu verfolgen.
Das wäre genau als ob Du die Aussage: ein Hoch dreht in der nördlichen Hemisphäre links herum und in der südlichen rechts herum zu ihrem Urheber verfolgen wolltest.

Versuch doch mal z.B. durch aufschalten eines 100V Transformators an Deine Steckdose [b:39stn4v1]in[/b:39stn4v1] diese Strom fliessen zu lassen.

73
Peter

Hallo Matthias,
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Es gibt keinen rücklaufenden Energiestrom, der wieder in den Generator eintreten kann, solange dieser weiterläuft. Eine eingeschwungene L/4-Kurzschlußleitung ist elektrisch äquivalent zu einem resonanten Parallelschwingkreis, genau das nutzt man ja auch in der Praxis aus.. Würde man also statt der Leitung einen verlustlosen Parallelresonanzkreis an die Senderausgangsklemmen hängen, hätte man das gleiche Resultat.
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Der Anfang des Satzes ist zweideutig. Gibt es keinen rücklaufenden Energiestrom, oder kann der rücklaufende Energiestrom nicht wieder in den Generator eintreten? Ich denke der 2. Fall ist gemeint.
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So ist es, und dort ist auch einer der beiden Punkte, den ich beim DL8EAW-Artikel problematisch finde: daß er den Begriff "Re-Reflexion" ablehnt, denn genau das findet ja statt (an der Richtigkeit der Aussagen ändert das nichts). Deutlich wird das, wenn man zu Deiner Beispielleitung noch eine beliebige Anzahl Halbwellenstücke hinzufügt: man sieht dann die Ausbildung der stehenden Wellen, und die wäre ohne Reflexion am Eingang nicht möglich. Der andere Punkt betrifft das Weglassen der konjugiert-komplexen Anpassung, die im Amateurfunk die übliche Maßnahme ist, um negativen Einflüssen von Reflexionen auf die Leistungsauskopplung mit einfachen Mitteln aus dem Wege zu gehen.

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Der Wechsel des Betrachtungsmodells hilft mir an dieser Stelle aber nicht weiter. Wenn man mit Energieströmen anfängt, die in die Leitung hinein laufen, dann muß man diesen Weg auch zuende gehen ...
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In Ordnung, dann verstehe ich allerdings nicht, warum Du dieses triviale Beispiel herangezogen hast, bei dem doch von vornherein klar ist, daß in die Leitung vom/zum Sender nie wieder Energie fließen wird, nachdem der eine halbe Periode gearbeitet hat.. Bei dem speziellen Beispiel kann man ja auch das Leitungsstück nach dem Einschwingen vom Sender trennen, ohne daß sich die Strom-/Spannungsverteilung ändert. Man hat dann quasi einen "Wechselstromakkumulator", dem man die gespeicherte Energie später wieder mit konstanter Spannung entnehmen kann..

Als mechanisches Analogon könnte man ein (reibungsfreies) Fahrrad heranziehen. Nachdem man mit der Kurbel kinetische Energie bis zur Endgeschwindigkeit hineingesteckt hat, barucht man nicht mehr zu arbeiten..
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... Selbst dann, wenn dieser Widerstand vorhanden ist (Meßsender mit nachgeschaltetem Dämpfungsglied) kann keine Energie wieder in den Sender zurückfließen, solange man nicht den Strom abstellt..
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Und genau die physikalische Begründung dieses Sachverhalts ist es, die ich suche! Da fehlt mir der Hebel, wo ich ansetzen könnte.
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Dazu kann man sich folgendes überlegen:
Generator, RG-Ausgang wie gehabt, dazu eine verlustfreie Halbwellenleitung mit Z0=RG. An diese Leitung hängen wir jetzt einen Lastwiderstand von 20*RG. Wir haben also ein SWV=20, mehr als 80% der Leistung werden reflektiert. Die Leitung ersetzen wir nacheinander durch gleichlange Stücke mit anderem Z0 und messen die (eingeschwungene) Spannung an Ein- und Ausgang. Falls tatsächlich Leistung in den Sender zurückflösse, müßte bei Z0=RG ein Maximum dieses Energieflusses zu beobachten sein, allgemein müßte sich die Spannung am Eingang ändern, wenn ein Halbwellenstück mit anderem Z0 eingesetzt wird. Als Konsequenz könnte man auch nicht mehr Leitungsstücke als Schwingkreisersatz verwenden, weil die Verhältnisse am Eingang letztlich das SWR auf der Leitung beeinflussen müßten.

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Gegoogelt, gefunden und wiedererkannt.
Mit dem Autor hatte ich ebenfalls schon eine längere Diskussion über seinen Folgeartikel in der Funkamateur Ende letzten Jahres. Auch dort ging es um dieselbe Frage - was passiert mit der rücklaufenden Energie?
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Den Artikel und auch Deine Zuschrift kannte ich noch nicht, gerade erst rausgesucht und gelesen. Es ist offenbar nur ein durchgerechnetes Beispiel zu Teil 1. OK.
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Die Diskussion war anstrengend, wir haben zwischenzeitlich die Redaktion abgehängt, aber fruchtbar (auch für ihn - sagte er selber) und er rückte letztlich von der Aussage ab, daß keine Leistung in den Sender zurückfließt.
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Warum sollte man von einer richtigen Aussage abrücken?
Ich habe damals diesen Punkt (Rückfluß in einen TX mit Abschwächerausgang) überprüft, weil man den W2DU-Artikeln dazu eine andere Aussage entnehmen kann. Die Aussage im DL8EAW-Artikel erwies sich als korrekt.

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Die Situation ist komplexer, meinte er.
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Nunja, der Einschwingvorgang zieht sich theoretisch unendlich lange hin, und während dieser Zeit fließt auch Energie Richtung Generator zurück, weil die reflektierten Spannungsamplituden ja anfangs die Generator-Leerlaufspannung übersteigen können.
73

[quote][quote][quote]... stimmt, das ändert aber nichts an der Tatsache, daß (im eingeschwungenen Zustand) keine reflektierte Energie aus der Leitung in den Generator zurückfließt.[/quote]
Ich denke es ist interessant, diese Aussage zu ihrem Urheber zurückzuverfolgen. Wer hat das gesagt und wie hat er es begründet? Im Zuge dieser Begründung müßte doch eigentlich erklärt werden was mit dem rücklaufenden Energiestrom in der Leitung passiert.[/quote]

Das wurde schon gesagt, der heizt die Leitung auf.[/quote]
Ähem, nein! Die Leitung wurde als verlustlos definiert - also strahlt und heizt da in der Leitung nichts.

[quote]Es ist auch uninteressant die Aussage zu ihrem Urheber zurück zu verfolgen.
Das wäre genau als ob Du die Aussage: ein Hoch dreht in der nördlichen Hemisphäre links herum und in der südlichen rechts herum zu ihrem Urheber verfolgen wolltest.[/quote]
Und was wäre daran uninteressant? Man würde bei der klassischen Physik, beschleunigten Bezugssystemen und Coriolis landen ... Standardthema in den Grundvorlesungen in der Physik.

[quote]Versuch doch mal z.B. durch aufschalten eines 100V Transformators an Deine Steckdose [b:y9ddopdn]in[/b:y9ddopdn] diese Strom fliessen zu lassen.[/quote]
.. sehe da gerade den Zusammenhang zu meiner Ausgangsfrage nicht.

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[quote][quote][quote]... stimmt, das ändert aber nichts an der Tatsache, daß (im eingeschwungenen Zustand) keine reflektierte Energie aus der Leitung in den Generator zurückfließt.[/quote]
Ich denke es ist interessant, diese Aussage zu ihrem Urheber zurückzuverfolgen. Wer hat das gesagt und wie hat er es begründet? Im Zuge dieser Begründung müßte doch eigentlich erklärt werden was mit dem rücklaufenden Energiestrom in der Leitung passiert.[/quote]

Das wurde schon gesagt, der heizt die Leitung auf.[/quote]
Ähem, nein! Die Leitung wurde als verlustlos definiert - also strahlt und heizt da in der Leitung nichts.

[color=blue:z9x09rtj]Da das ohnehin theoretisch ist, ruht sie sich also auf der Leitung aus und macht ausser hin und her zu laufen nichts[/color:z9x09rtj]

[quote]Es ist auch uninteressant die Aussage zu ihrem Urheber zurück zu verfolgen.
Das wäre genau als ob Du die Aussage: ein Hoch dreht in der nördlichen Hemisphäre links herum und in der südlichen rechts herum zu ihrem Urheber verfolgen wolltest.[/quote]
Und was wäre daran uninteressant? Man würde bei der klassischen Physik, beschleunigten Bezugssystemen und Coriolis landen ... Standardthema in den Grundvorlesungen in der Physik.

[color=blue:z9x09rtj]Eben und wer ist da der Urheber der Aussage?[/color:z9x09rtj]

[quote]Versuch doch mal z.B. durch aufschalten eines 100V Transformators an Deine Steckdose [b:z9x09rtj]in[/b:z9x09rtj] diese Strom fliessen zu lassen.[/quote]
.. sehe da gerade den Zusammenhang zu meiner Ausgangsfrage nicht.[/quote]

Das steht im Zusammenhang mit Rückfluss in den Generator.

73
Peter

Hallo Peter,
ok, ich fühlte mich schon an eine andere Forendiskussion erinnert, bei der jemand den Wellenwiderstand als "reine Modellvorstellung" deklarierte..
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ich meine, W2DU hat in seinen Artikeln diesen Unterschied sehr gut herausgearbeitet, Ich habe diese klare Differenzierung jedenfalls bisher nur bei einem Autor gelesen und finde es vom grundsätzlichen Verständnis sehr gut.
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das stimmt, letztlich kommt es auch auf die praktisch nutzbaren Erkenntnisse an (damals hatte noch jeder Sender ein Pi-Filter). Nicht immer ganz übersichtlich und viele Wiederholungen; der Kampf gegen alte "SWR-Glaubenssätze" wird ihn viel Kraft gekostet haben..
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Ich habe übrigens meine Beispiele für verlustfreie Leitungen gemeint, sonst geht es "in die nächste Liga", wie DF3KV schon angedeutet hat (Verlustwärme durch Rücklauf).
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Die klassischen HF-Technik-Bücher gehen auf die im Amateurfunk wichtigen Zusammenhänge (u. a. der "Zusatzverlust durch SWR") kaum ein, weil man im Profibereich diese Kompromisse nicht einzugehen braucht und auch der Bereich < 100 MHz noch nicht wirklich als "HF" angesehen wird..
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Bei der von Dir geschilderten Messung hätte ich jetzt auf Kondensatoraufladung (Kap. der Ltg) getippt[/quote]
Wenn man ein 10-m-Stück RG-213 und einen 1nF-Kondensator über einen Widerstand auflädt, kann man den Unterschied besichtigen..
73

Ich habe ein ähnliches Prolem :
Was passiert, wenn ich eine einseitig per Kurzschluss
abgeschlossene Lambda/4-Leitung so "ansteche",
dass die angestochene Stelle (die sich ja zw. 0 und unendlich Ohm
befindet) bei 50 Ohm befindet und ich Leistung reinblase?
Nunja, es wird sich ein Gleichgewicht zwischen "verbratener" und
"reingeblasener" Leistung einstellen, meine Meinung.

[quote][quote]... stimmt, das ändert aber nichts an der Tatsache, daß (im eingeschwungenen Zustand) keine reflektierte Energie aus der Leitung in den Generator zurückfließt.[/quote]
Ich denke es ist interessant, diese Aussage zu ihrem Urheber zurückzuverfolgen. Wer hat das gesagt und wie hat er es begründet? Im Zuge dieser Begründung müßte doch eigentlich erklärt werden was mit dem rücklaufenden Energiestrom in der Leitung passiert.[/quote]
ICH SELBST habe diese Aussage vor zwei Jahren überprüft, als ich sie in dem DL8EAW-Artikel las und sehr skeptisch war, weil man aus den W2DU-Artikeln etwas anderes herauslesen konnte (dort wurde "complex conjugate match" als Voraussetzung für Totalreflexion am Senderausgang genannt).. Das Prüfverfahren (Schaltungssimulation mit LTSpice) mag nicht allen Ansprüchen der theoretischen Allgemeingültigkeit genügen, aber für mich war es ausreichend. Wenn Du einen Schaltungsaufbau oder Rechenweg angeben kannst, bei dem dieser Leistungsrückfluß auftritt, dann wäre das sicher interessant zu erfahren.

73

[quote]Ich habe ein ähnliches Prolem :
Was passiert, wenn ich eine einseitig per Kurzschluss
abgeschlossene Lambda/4-Leitung so "ansteche",
dass die angestochene Stelle (die sich ja zw. 0 und unendlich Ohm
befindet) bei 50 Ohm befindet und ich Leistung reinblase?
Nunja, es wird sich ein Gleichgewicht zwischen "verbratener" und
"reingeblasener" Leistung einstellen, meine Meinung.[/quote]

Mit Meinung kommt man nicht allzu weit.

Was Du beschreibst ist eine typische Anwendung der Stichleitung wie ich sie zum Beispiel auch drei Jahre an meiner 40m BiSquare (Z 4500 Ohm) angewandt habe.
Nämlich am Ende kurzgeschlossene Lambda/4 Hühnerleiter zur Einspeisung und am 50 Ohm Punkt mit Koax über Mantelwellensperre weiter zum Shack.
"Verbraten" wird dabei überhaupt nichts.

73
Peter

Moin,
[quote] Das Prüfverfahren (Schaltungssimulation mit LTSpice) mag nicht allen Ansprüchen der theoretischen Allgemeingültigkeit genügen,..
[/quote]
um da noch eine theoretische Begründung nachzuliefern:
Man betrachte einen 50-Ohm-Generator, an den einmal eine 50-Ohm-Dummyload direkt an die Ausgangsklemmen angeschlossen wird. Dieser müßte sich im eingeschwungenen Zustand unterscheiden von einer Konfiguration, bei der diese Dummyload über eine verlustlose 500-Ohm-Halbwellenleitung angeschlossen wird, denn im zweiten Fall würde rund zwei Drittel der Leistung wegen der massiv fehlangepaßten Leitung wieder zum Generator reflektiert, und ein Teil dieser rückfließenden Leistung müßte nach der "Reflux-Theorie"[TM] auch wieder im Generator landen.
Die Konsequenzen für die gesamte Elektrotechnik wären enorm, man müßte beispielsweise diskutieren, ob und in welchen Schranken die Kirchhoffschen Gesetze bei 50 Hz noch näherungsweise anwendbar sind, man bräuchte Korrekturtabellenwerke, etc.

Das sollte eigentlich genügen, aber es soll ja auch Leute geben, die mit reflexionsarmen sauerstoffarmen 4-Ohm-Spezial-Lautsprecherkabeln gutes Geld verdienen..

73

[quote]....Doch. Wenn ich mich recht erinnere, dann ist das genau das Modell, das für die Erklärung des Gleichstromes verwendet wird. Ein analoges Beispiel ist eine Wasserleitung. [/quote]Ich beantworte nochmal kurz diesen Teil und lese dann weiter:
Die Wasserleitung als Vergleich hinkt, Du müßtest auf Hydraulik umsteigen. Beim "elektrischen Energietransport" gibt es zwischen der Ladung der Elektronen Wechselwirkung, und diese Wechselwirkung wird als Energie transportiert bzw. weitergeleitet, mit ~200km/h. Wenn das EVU den Strom einschaltet, kannst Du lange warten, bis deren lokale Elektronen bei Dir ankommen, die Wechselwirkung "Strom" ist quasi sofort da.

Wenn schon Wasserleitung, dann Hydraulik: die Druckwelle als Energieträger läuft wesentlich schneller durch den Schlauch als das Wasser selbst. Wenn ich die Elektronen - Wandergeschwindigkeit wiederfinde, trage ich es nach.

73 Peter

@df4kv: Es ist eine vertrackte Diskussion, weil abstrakte Vorgänge bildlich dargestellt werden sollen. So in etwa wie ein 6-dimensionales Gehäuse für ein SWR-Meter mit Weißblech nachzubauen .. .. Die Artikel von DL8EAW plus W2DU miteinander sind zumindest für mich sehr hilfreich. Zu Deiner Einschaltmessung: ich habe die Aussage verstanden, nur die Hintergründe muß ich noch verinnerlichen. Ich gehöre noch zu denen, die mit dem Fahrradglühbirnchen am Feeder lang gesaust sind ........ Der Wellenwiderstand ist für mich ein Übertragungsparameter und damit kann ich ohne "Bild" gut leben.

@leo: auf der Leitung STEHEN zwei "Wellen" in entgegengesetzter Richtung (das wurde uni sono mehrfach im thread geschrieben), in meinem 100W 6:1 Beispiel in der Summe 50W. Es ist mir im übrigen herzlich wurscht, ob die jetzt freiwillig umgedreht haben, einen Salto gemacht haben, oder reflekiert werden, Jedenfalls nimmt die "Senke" von den angebotenen 100W nur 50W auf, und die "Quelle" wird von ihren 100W nur 50W los. Es geht auch nichts rückwärts in die Quelle rein -- Du kannst ja mal versuchen in einen Kompressorausgang mit 100bar durch gegenpumpen mit 50bar etwas hineinzubekommen. Es gibt genügend Einwegbeispiele in der Natur. Eine Quelle heißt Quelle, weil sie keinen Eingang hat, nur einen Ausgang. Im fehlangepaßten Fall kannst Du die Leitung wie einen Druckminderer betrachten, Es ist immer ziemlich schwierig in Analogien zu arbeiten. Wenn man sich in die Mathematik dazu einarbeitet, möglichst selber ableitet, wird es (zumindest für mich) leichter verständlich. Bei Analogien stimmen oft die "Nebenbedingungen" nicht und man fällt immer wieder auf die Nase.

73 Peter

[quote][quote]....Doch. Wenn ich mich recht erinnere, dann ist das genau das Modell, das für die Erklärung des Gleichstromes verwendet wird. Ein analoges Beispiel ist eine Wasserleitung. [/quote]Ich beantworte nochmal kurz diesen Teil und lese dann weiter:
Die Wasserleitung als Vergleich hinkt, Du müßtest auf Hydraulik umsteigen. Beim "elektrischen Energietransport" gibt es zwischen der Ladung der Elektronen Wechselwirkung, und diese Wechselwirkung wird als Energie transportiert bzw. weitergeleitet, mit ~200km/h. Wenn das EVU den Strom einschaltet, kannst Du lange warten, bis deren lokale Elektronen bei Dir ankommen, die Wechselwirkung "Strom" ist quasi sofort da.

Wenn schon Wasserleitung, dann Hydraulik: die Druckwelle als Energieträger läuft wesentlich schneller durch den Schlauch als das Wasser selbst. Wenn ich die Elektronen - Wandergeschwindigkeit wiederfinde, trage ich es nach.

73 Peter[/quote]
Nicht daß wir uns mißverstehen - ungefähr das wollte ich auch sagen. Es ging da um die Vermutung, daß auch bei Gleichstrom die Energie in Form von Elektromagnetischen Feldern transportiert wird ...

Ok, Nachtrag aus Wiki "Elektrischer_Strom": [quote]Die eigentliche Stromleitung im Metall kommt durch eine überlagerte Driftbewegung dieser freien Elektronen zustande. Diese Driftbewegung der Ladungsträger im Metall ist dabei vergleichsweise langsam: Die Driftgeschwindigkeit der Ladungsträger beträgt beispielsweise bei Kupfer, welches ca. 1023 Leitungselektronen pro cm3 aufweist, und bei einer typischen Stromdichte von 10 A/mm2 nur rund 0,735 mm/s.[/quote].... wobei diese "überlagerte Driftbewegung" auch so ein "Ausdruck" ist.
73 Peter

[quote]
@leo: auf der Leitung STEHEN zwei "Wellen" in entgegengesetzter Richtung (das wurde uni sono mehrfach im thread geschrieben), ...
[/quote]
Nein! Sie LAUFEN. (Das ist ja genau das Problem.) Erst die Überlagerung dieser beiden gegenläufigen Wellen erzeugt die stehende Welle. Nachzulesen in jedem Lehrbuch, mindestens in denen die im Studium verwendet werden.

[quote]in meinem 100W 6:1 Beispiel in der Summe 50W. Es ist mir im übrigen herzlich wurscht, ob die jetzt freiwillig umgedreht haben, einen Salto gemacht haben, oder reflekiert werden, [/quote]
Für die praktische Anwendung ist diese Betrachtungsweise natürlich ausreichend. Die Frage nach dem warum muß aber trotzdem erlaubt sein - und genau die ist es, die mich hier im Moment interessiert.

[quote]Es ist immer ziemlich schwierig in Analogien zu arbeiten. Wenn man sich in die Mathematik dazu einarbeitet, möglichst selber ableitet, wird es (zumindest für mich) leichter verständlich. Bei Analogien stimmen oft die "Nebenbedingungen" nicht und man fällt immer wieder auf die Nase.[/quote]
100% Zustimmung.
Aber manchmal sind Analogien auch hilfreich um den roten Faden zu behalten. Und dann sind insbesondere die Fälle, wo man mit den Analogien auf die Nase fällt, extrem hilfreich für die eigene Erkenntnis.