Amateurfunk Forum - Archiv

Korrektur:

Es sollte natürlich heißen "Aber bei 1 Volt fließen durch den Lastwiderstand nur 0.33 Ampere ...",
sorry !

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Karl, DJ5IL

Ich habe gerade den Kammerloher von 1957 mal wieder vor mir. Der rechnet es ja nun Stück für Stück "zu Fuß" auf der Leitung aus, mit und ohne Verluste. Ich habe im Moment eigentlich nur zwei Einwände, wo ich noch selber nachdoktern möchte:

1. Wenn der Lastwiderstand Antenne eine Leistung nicht aufnimmt und (phasenverschoben) reflektiert, läuft auch die reflektierte Leistung nicht durch den Lastwiderstand und was soll das jetzt für eine Quelle darstellen, mit welchem Ri ?? Das macht für mich weder zum Rechnen noch zum Verständnis Sinn.

2. Der "zitierte Sichla" hat einen Ansatz, bei dem der Generator als Spannungsquelle und Generator-(Innen)-Widerstand getrennt betrachtet wird.
2.1 Wenn ich es richtig betrachte, würde bei Generator Ri = Z Leitung die reflektierte Welle mit der hinlaufenden Welle bei 180° Phasenverschiebung (durch die Reflektion) "ausgelöscht" (rück < hin). Allerdings verschieben sich dann die Generatorbedingungen in der Praxis, U, I, oder R.......
2.2 Bei unterschiedlichen Ri <> Z würde ein Teil des Rücklaufes mit dem Hinlauf " verrechnet", ein weiterer Teil wird via Ri "verheizt".

Ich habe jetzt immer die eingeschwungene Leitung betrachtet, die maximal einen Energiestrom von N = U*U/Z = I*I*Z [Watt] aufnehmen kann. Pkt.1 habe ich für mich abgehakt, Pkt.2 muß ich noch durcharbeiten. Von Simulationen bin ich nicht so begeistert, es muß rechnerisch auch gehen. In der Praxis messen wir eigentlich seit Urzeiten die "Welligkeit" auf dem Feeder (Leitung), früher mit eingekoppelten Lämpchen auf der Hühnerleiter nach den "Bäuchen" gesucht.

Bis demnächst, ich muß meinen Steuerkram fertig machen, 73 Peter

[quote]
2. Der "zitierte Sichla" hat einen Ansatz, bei dem der Generator als Spannungsquelle und Generator-(Innen)-Widerstand getrennt betrachtet wird.[/quote]

Und verursachte damit eine Flut von Leserbriefen, die auf systematische Mängel hinweisen, hier ist einer davon:
[url:1xdiapk9]http://www.darc.de/uploads/media/Leserbriefe-DL8EAW.pdf[/url:1xdiapk9]

Vor allem gründet er seine Beobachtungen, dass rücklaufende Leistung im Generatorwiderstand verheizt würde, auf die Betrachtung der Ausbreitung und Reflexion einzelner Rechteckimpulse (was in diesem Spezialfall sogar stimmen kann, wenn der beim Rechteck "low" quasi ausgeschaltete Generator eine 50Ohm Last darstellenm würde). Mit dieser Sicht der Dinge wird natürlich niemals ein eingeschwungener Zustand betrachtet, wie es bei einem Generator der Fall ist, der ein konstantes Sinussignlal abgibt der Fall ist und was überhaupt erst eine Voraussetzung für die ordnungsgemäße Betrachtung einer Überlagerung von hin-und rücklaufenden TEM-Wellen erlaubt.

73

Peter, DB6ZH:
[quote]Wenn der Lastwiderstand Antenne eine Leistung nicht aufnimmt und (phasenverschoben) reflektiert, läuft auch die reflektierte Leistung nicht durch den Lastwiderstand und was soll das jetzt für eine Quelle darstellen, mit welchem Ri ?? Das macht für mich weder zum Rechnen noch zum Verständnis Sinn.[/quote]
Ohne Sichla's Sicht der Dinge zu kennen, vielleicht hilft Deinem Verständnis weiter was ich kurz zuvor geschrieben hatte:
[quote]Das Verhältnis von Spannung und Strom der reflektierten Welle, also quasi ihre Wellenimpedanz, beträgt Z = |Vr| / |Ir| (...) Sie ist völlig unabhängig vom Fehlabschluss der Leitung immer exakt gleich dem Wellenwiderstand Zo der Leitung ![/quote]
73
Karl, DJ5IL

@Karl und Günter, danke. Ja, mit dem Sichla ...... da beschäftige ich mich noch mit. Über das Problem des Generator-Ausgangs bei Trennung Quelle - Ri bin ich schon gestolpert .....das ist ja in aller Regel ein auf den Wellenwiderstand (Leitungseingang) transformierter Widerstand und entspricht kaum dem Generator-Innenwiderstand. Jedenfalls so lange wir aus Wirkungsgrad-Gründen Spannungsanpassung und nicht Leistungsanpassung machen. Da steckt der Teufel noch im Detail. Ich habe in der Praxis kein Problem, meine (Röhren-)PA per PI-Filter sinnvoll an die Antenne zu kriegen, aber .... da fummele ich halt und rechne nicht .

@Karl: mich hat die Betrachtung der Antenne als Quelle gestört. Mir reicht EIN Generator, ich brauche nicht noch einen am anderen Ende, hi. Kammmerloher rechnet ja die Leitung "zentimeterweise" durch, mit Dämpfung, Reflexion (bei Fehlanpassung) und verknüpft mit Z. Ich sehe keinen Grund, die Antenne als "Generator" zu behandeln.

73 Peter (es dauert nocht etwas, bis ich durch bin).

Peter, DB6ZH:
[quote]@Karl: mich hat die Betrachtung der Antenne als Quelle gestört. Mir reicht EIN Generator, ich brauche nicht noch einen am anderen Ende, hi.[/quote]
Für die vor- und rücklaufenden Wellen von Spannung und Strom auf einer Ü-Leitung gilt das SUPERPOSITIONSPRINZIP, wobei Reflexionspunkte als Quellen der reflektierten Teilwellen betrachtet und alle Teilwellen separat berechnet werden können, denn sie verhalten sich so, als wären sie jeweils ganz allein im System. Das fundamentale Konzept des Superpositionsprinzips ist, dass die Teilwellen in keinster Weise von anderen Teilwellen oder von der Gesamtwelle beeinflusst werden. Sie sehen deshalb auch nur reell vorhandene d.h. von anderen Teilwellen unabhängige physikalische Impedanzen und gehen völlig unverändert aus Interferenzen mit anderen Teilwellen wieder hervor. Wenn Du es korrekt und möglichst einfach machen willst, betrachtest Du also (auch wenn es Dir nicht gefällt) jede Impedanzsprungstelle als Quelle einer reflektierten Welle und rechnest die dann ohne Beachtung anderer Teilwellen. Das Gesamtsystem ergibt sich dann durch einfache Überlagerung aller Teilwellen.

73
Karl, DJ5IL

Hallo Karl, jetzt habe ich mich vermutlich nicht richtig ausgedrückt. Klar kann ich jede Teilwelle separat berechnen und dann additiv verarbeiten, auch egal, wo die herkommt. Nachdem aber die Teilwelle lediglich "eine Retourkutsche" des Originals ist, mit Richtungswechsel, Phasenverschiebung und Verrechnung mit dem Reflektionsfaktor, muß ich mir - etwas flapsig ausgedrückt - doch nicht noch eine passende Retourkutschen-Quelle zusammen basteln, um zu einem Ergebnis auf der (eingeschwungenen) Leitung zu kommen. Formelmäßig ist es ein zweites Glied in der Formel und abgehakt. Falls Du mich nicht noch verwirrst, , meine ich es verstanden zu haben.

Ansonsten noch: nur auf der verlustfreien Leitung ist Z reell, frequenzunabhängig und überall auf der Leitung gleich. Bei der Rechnung mit Verlusten habe ich bei Kammerloher mit den Augendeckeln geklappert und schnell weiter geblättert. Aber "verlustfrei" war ja eh' Voraussetzung in der jetzigen Diskussion.

73 Peter (ich mache in Ruhe weiter, morgen beim Finanzamt, habe einen Nachbarn "bestochen" mir den Schotter auf seinem Laser zu drucken - seit 2 Wochen war die Steuererklärung dran. Die Leitungsberechnung ist einfacher ...........)

Peter, DB6ZH:

[quote]Nachdem aber die Teilwelle lediglich "eine Retourkutsche" des Originals ist, mit Richtungswechsel, Phasenverschiebung und Verrechnung mit dem Reflektionsfaktor, muß ich mir - etwas flapsig ausgedrückt - doch nicht noch eine passende Retourkutschen-Quelle zusammen basteln, um zu einem Ergebnis auf der (eingeschwungenen) Leitung zu kommen.
[/quote]
Wozu musst Du Dir eine Quelle "zusammenbasteln" ?

Alles was Du über die reflektierte Teilwelle wissen musst, steckt im Reflexionskoeffizienten Gamma Γ. Mit Z = Impedanz des Leitungsabschlusses und Zo = Wellenwiderstand der Leitung ergibt sich:

Γ = (Z - Zo) / (Z + Zo) = Vr / Vv
ρ = |Γ|

Ist Z ein reiner Wirkwiderstand, dann ist auch der allgemein komplexe Reflexionskoeffizient rein reell mit dem Wertebereich -1 ... 1. Im Falle harmonischer Schwingungen bestimmt der Betrag ρ des Vektors Γ mit dem Wertebereich 0 ... 1 die Amplitude der reflektierten Welle von Spannung und Strom und seine Phase φ den durch die Reflexion erzeugten Phasenwinkel zwischen vorlaufender und reflektierter Welle. Weil Vr und Ir der reflektierten Welle stets exakt gegenphasig sind und ihr Verhältnis Zo beträgt gilt:

Vr = Γ x Vv
Ir = - Γ x Iv = - Vr / Zo

Damit ist die reflektierte Welle vollständig beschrieben. Wozu Du Dir also noch eine Quelle zusammenbasteln willst ist mir schleierhaft.

73
Karl, DJ5IL

Hallo Karl, ich will ja garnicht. Der Vorschlag kam an anderer Stelle hier im Thread und ich bin doch genau Deiner Meinung (und nutze anscheinend auch die gleichen Formeln). Sorry, aber jetzt haben wir voll aneinander vorbei geredet, das war nicht meine Absicht - vielleicht einfach blöd von mir hier eingebracht.
73 Peter

ps im Schnelldurchgang geblättert: der Auslöser war Zitat dl6lat [i:23oiy2f1]"- Der Lastwiderstand der Antenne ist ebenfalls eine Leistungsquelle."[/i:23oiy2f1] . Das schaffe ich mit viel gutem Willen als Verständniskrücke, aber zum Rechnen ist es eben überflüssig - da sind wir uns ja einig.

[quote]Günther,
... dann hast Du den Unterschied zwischen dem Träger eines Wirkungsvermögens und dem Wirkungsvermögen selbst nicht verstanden. Tut mir leid, besser kann ich es momentan nicht erklären.
[/quote]

Nun ja, diese Unterscheidung ist ja nun auch eine mit dem Brecheisen... Ist sie wirklich hilfreich?
Ich weiß nicht.

Beim Geldtransport ist der Träger der Mensch. Ohne ihn gäbe es keine Kaufkraft (und keine Kauf-Aktivität). Ein Kauf kann nur sinnvoll zustande kommen, wenn Kaufkraft transportiert wird, z.B. von der Bank zum Geschäft.

Auf der Leitung ist der Träger natürlich das Elektron. Seine Bewegung aber ermöglicht erst die Entstehung des magnetischen (und damit des elektromagnetischen) Feldes (des Wirkvermögens).

Eine "Welle" ist kein Träger von irgendetwas, sondern eine Zustandsform bzw. -veränderung ("Störung") eines Feldes.

Wie auch immer: Nach wie vor habe in in Deinem Artikel nicht den Sinn und Zweck verstanden, warum Du das "Wirkvermögen" so heraushebst.

Denn (dies habe ich ja vorher schon gesagt): Die Ausführungen von Maxwell scheinen mir nicht dem Energieerhaltungssatz zu widersprechen, da er ja bei der Re-Reflexion gar nicht von einer vollständig angepaßten Leitung am Eingang derselben ausgeht.

Falls ich mich da irre, dann zeig mir doch den Abschnitt, wo er das tut.

In Deinem Artikel schreibst Du z.B., daß eben die Felder ein Wirkungsvermögen darstellen, so wie die Gravitation. Danach schreibst Du einen Satz, dessen Sinn sich mir nicht erschließt und dessen semantische Bedeutung mir schon fragwürdig erscheint:

[quote]Elektromagnetische Wellen brauchen dagegen kein Medium - sie breiten sich im Vakuum mit
Lichtgeschwindigkeit aus und werden dabei vom elektromagnetischen Feld getragen, das sie gewissermaßen selbst erzeugen.[/quote]

Wie bitte?
Eine Welle erzeugt ein Feld, das dann die Well trägt?

Sorry, aber da hapert's bei mir mit dem Verständnis...
(Henne oder Ei, was war zuerst da?)

[quote]
Beim Geldtransport ist der Träger der Mensch.
[color=#0000FF:3ligwvin]Ich habe es so verstanden, dass der Träger der Kaufkraft der Geldschein ist.[/color:3ligwvin]
[/quote]

Ob Du als Mensch Vertrauen in Giralgeld hast, ist ein ganz anderes Thema ...

Günther:

[quote]Auf der Leitung ist der Träger natürlich das Elektron. Seine Bewegung aber ermöglicht erst die Entstehung des magnetischen (und damit des elektromagnetischen) Feldes (des Wirkvermögens).[/quote]Da irrst Du gewaltig, denn bis heute weiss man nicht einmal ansatzweise ob das elektromagnetische Feld innerhalb der Leitung bzw. um die Leitung herum den Elektronenstrom in der Leitung erzeugt oder umgekehrt ! Tatsache ist, und das weiss man definitiv, dass der Energietransport im elektromagnetischen Feld und nicht durch den elektrischen Strom im Leiter stattfindet.
[quote]Wie bitte?
Eine Welle erzeugt ein Feld, das dann die Well trägt?

Sorry, aber da hapert's bei mir mit dem Verständnis...
(Henne oder Ei, was war zuerst da?)[/quote]Lies nochmal gewissenhaft nach was ich geschrieben habe. Eine Welle erzeugt kein Feld, ein "Feld" ist lediglich die Zuordnung des Wertes einer physikalischen Größe zu jedem Punkt der Raumzeit, also eine mathematische Funktion von Ort und Zeit. Aber eine WELLE, also eine STÖRUNG in einem elektromagnetischen Feld, kann sich ohne ein Trägermedium im freien Raum ausbreiten und diese Welle fürt Energie mit sich. Früher hatte man angenommen, dass es ein Medium geben müsse, und hat es "Äther" genannt. Heute wissen wir, dass dies nicht der Fall ist.
[quote]Eine "Welle" ist kein Träger von irgendetwas, sondern eine Zustandsform bzw. -veränderung ("Störung") eines Feldes.

Wie auch immer: Nach wie vor habe in in Deinem Artikel nicht den Sinn und Zweck verstanden, warum Du das "Wirkvermögen" so heraushebst.[/quote]Wie ich gerade erklärt habe ist die Welle tatsächlich selbst der Träger elektromagnetischer Energie, die sich in den freien Raum ausbreitet. Und das "Wirkvermögen" habe ich deshalb herausgehoben, weil wir bis heute nicht wissen was Energie wirklich ist, sondern nur ihre Wirkungen kennen. Ich muss aber leider feststellen, dass meine Analogie missverstanden wird. Im Kern ging es mir darum, begreifbar aufzuzeigen, dass Energiefluss per klassischer physikalischer Definition ein Prozess ist, der nur in eine Richtung definiert ist. Es gibt also schon per Definition keine entgegengesetzten Energieflüsse auf einer Übertragungsleitung. Ich werde sobald ich Zeit dafür finde hier noch etwas dazu schreiben und auch meinen Artikel überarbeiten, indem ich das analoge Modell herausnehme und stattdessen knallharte physikalische Definitionen für den Energiefluss anführe. Und mit der fundierten Tatsache, dass Energiefluss schon per Definition nur in eine Richtung stattfinden kann, wird die Existenz eines reflektierten Energieflusses ad absurdum geführtführt. Und damit fällt auch die Theorie der re-Reflexion in sich zusammen.

73
Karl, DJ5IL

Günther:

ich hatte zuvor geschrieben ...
[quote]Lies nochmal gewissenhaft nach was ich geschrieben habe. Eine Welle erzeugt kein Feld, ein "Feld" ist lediglich die Zuordnung des Wertes einer physikalischen Größe zu jedem Punkt der Raumzeit, also eine mathematische Funktion von Ort und Zeit.[/quote] ... und damit meinem eigenen Artikel widersprochen. Ich habe oberflächlich gedacht, bitte entschuldige dies.

Die Ausbreitung einer elektromagnetischen Welle können wir uns quasi als "Bocksprung" vorstellen, indem an der Wellenfront ein zusammenbrechendes elektrisches Feld ein magnetisches Feld erzeugt welches dann wiederum ein elektrisches Feld erzeugt usw. usw. Die elektromagnetische Welle wird also in der Tat von einem elektromagnetischen Feld getragen, das sie gewissermaßen selbst erzeugt.

73
Karl, DJ5IL

Hallo Günter, jetzt sind wir an dem Punkt, wo wir auch mit Leo (DJ1ML, Matthias) 2011 heftigst diskutiert haben. Das gibt nur dann einen Konsens, wenn wir Ladung, Feld, Schwingung, Welle, Energie und Leistung (als Energieflußdichte) konsequent auseinander halten. Je nach dem wie Du den Energiefluß betrachtest oder auch zerlegst, kann man dabei ganz schön aneinander vorbei reden, wenn man nicht zum Erbsenzähler bei den Begriffen mutiert.

Es ist übrigens schon bei Gleichstrom auf der Leitung nicht das Elektron, sondern die Ladung des Elektrons, die sich bewegt - die Elektronen als Teilchen sind äußerst lahme Trümmer. Frei nach Bohr habe ich die auch noch nicht gesehen, aber die Physiker behaupten es und meinen, es beweisen zu können..... Mit den Feldern ist es auch so eine Sache: es geht ab in's philosophische. Selbst renommierte Wissenschaftler haben in alten Büchern noch mit einem (unbekannten) Medium als "Träger" gearbeitet bzw. es damit erklärt.

Mit Analogien fällt man leider immer an irgend einer Stelle auf den Bauch. Ich habe es aufgegeben und halte mich an die Gleichungen. Inzwischen habe ich mich an die gewöhnt und kann mir damit auch etwas vorstellen -- bloß das jemanden vernünftig zu erklären schaffe ich nicht. Es gibt sicher noch genügend andere und evtl. bessere Autoren wie Kammerloher. Aber die Art, wie er die Leitung Stück für Stück durchrechnet mit den Ableitungen der Formeln und R-L-C- Ersatzbildern der Abschnitte etc., das hat mir zum Verständnis sehr geholfen und da schlage ich auch im Zweifel nach. Er verwendet im Wechsel trigonometrische Schreibweise oder die Eulersche für die komplexen Werte und schreibt für meine Begriffe sehr übersichtlich. Wenn ich etwas nachvollziehen möchte, kann ich direkt aus dem Buch in ein Programm schreiben (inkl. LOTUS/EXCEL) und mir auch die Graphiken erstellen. Da habe ich 2011 einige "Gefechte" mit Matthias per EMail geschlagen, bzw. Graphiken ausgetauscht. Am meisten habe ich an den Begriffen Energie, Leistung und deren Flüssen geknabbert --- gerade auch das Thema, daß Energie nicht zurück fließen kann. Wenn ich es richtig in Erinnerung habe, ging es 2011 genau an die Stelle, die Karl jetzt beschreibt. Du kannst die Vorgänge zwar in eine hin- und rücklaufende Welle zerlegen, aber die Energie auf der Leitung bleibt die Summe(nwelle) und fließt nur zur Antenne. M.W. war das der Standpunkt von Matthias und ich habe ihm mehr oder weniger Recht geben müssen --- nach "Gegenwehr", bzw. habe ihn nicht widerlegen können.

Ich schaue mir den alten Thread auch noch mal an. 73 Peter

http://harfesoft.de/aixphysik/electro/Tran/index.html

Hier ist ein nettes JAVA Spielzeug (ggf. in der JAVA Console als vertrauenswürdige Site im Registerblatt Sicherheit hinzufügen). Es zeigt verschiedene Parameter über die Länge der Leitung und es errechnet die zusätzlichen Verluste durch hohes SWR. Zur Auswahl stehen einige gängige Koax-Typen.