Amateurfunk Forum - Archiv

Benutze als Suchbegriff "velocity factor", evtl. weiter eingrenzen, z.B."wire length velocity factor nec conductivity".

Einige Treffer, zu Deiner Alu-Cu Frage evtl. die Beispiele von w4rnl mit NEC simulieren:
http://www.antennex.com/w4rnl/col0402/amod50.html
http://www.antennex.com/w4rnl/col1203/amod70.html
http://www.antennex.com/w4rnl/col0105/amod83.html
http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hb ... hmmic.html
http://www.ece.uci.edu/docs/hspice/hspi ... 2-269.html
http://vk1od.net/transmissionline/300/davis.htm

In der Praxis dürfte Deine Frage ziemlich uninteressant sein und wurde Dir für Einzeldraht bereits mit 3%± beantwortet. Um einen Abgleich nach Montage kommst Du bei Drahtantennen nicht herum -- egal was errechnet wurde.
73 Peter

Ich hab es befürchtet ....

Also gut, ich zitiere aus Rothammel:

Der Verkürzungsfaktor wird hervorgerufen durch eine verringerte Ausbreitungsgeschwindigkeit verbunden mit zusätzlichen kapazitiven Belastungen ... und hängt vom Verhältnis Antennenlänge zu Antennendurchmesser (=Schlankheitsgrad), dem [color=red:fmb7hhr0]MATERIAL[/color:fmb7hhr0] und den Kapazitäten rund um die Antenne ab.

Ich weiß natürlich, dass die größte Unbekannte die umgebenden Kapazitäten sind, trotzdem würde mich der Faktor Material interessieren, denn dieser ist sehr wohl berechenbar !

Und bitte woher kommen dann die 0,85 ? [url=http://forum.db3om.de/ftopic7952.html:fmb7hhr0]Link[/url:fmb7hhr0]
Dass ich diesen Faktor bezweifle, bis mir das Gegenteil bewiesen wird,
habe ich ja schon im ersten Posting kundgetan.

@ DB6ZH

Danke für die Links, aber leider gibt es auch auf diesen Seiten keinen Hinweis auf Aluminium (abgesehen von einem Hinweis bzgl. Oxidationsproblemen) und zweitens wären 15% NICHT vernachlässigbar!
Drittens soll das keine Drahtantenne werden sondern eine 3 Elemet Full Size Yagi für 20m, und die möchte ich nach Möglichkeit so optimal wie möglich auslegen.

[quote]

Also gut, ich zitiere aus Rothammel:

Der Verkürzungsfaktor wird hervorgerufen durch eine verringerte Ausbreitungsgeschwindigkeit verbunden mit zusätzlichen kapazitiven Belastungen ... und hängt vom Verhältnis Antennenlänge zu Antennendurchmesser (=Schlankheitsgrad), dem [color=red:1o21tvrg]MATERIAL[/color:1o21tvrg] und den Kapazitäten rund um die Antenne ab.

Ich weiß natürlich, dass die größte Unbekannte die umgebenden Kapazitäten sind, trotzdem würde mich der Faktor Material interessieren, denn dieser ist sehr wohl berechenbar !

[color=blue:1o21tvrg]Dann berechne es doch bitte![/color:1o21tvrg]

[color=blue:1o21tvrg]Gemeint ist in erster Linie die kapazitive Belastung durch das Dielektrikum und das ist natürlich auch berechenbar.
Auf entsprechende Programme wurde bereits hingewiesen.[/color:1o21tvrg]

Und bitte woher kommen dann die 0,85 ?

[color=blue:1o21tvrg]Die sind völliger Unsinn[/color:1o21tvrg]

Drittens soll das keine Drahtantenne werden sondern eine 3 Elemet Full Size Yagi für 20m, und die möchte ich nach Möglichkeit so optimal wie möglich auslegen.[/quote]

Da spricht ja auch nichts gegen und in der Regel werden die aus Alumium aufgebaut.

Da Du bei den Längen auf 20m nicht nur einen Durchmesser verwenden kannst musst Du ausserdem das Tapering (unterschiedliche Durchmesser) umrechnen und in die Berechnung des Verkürzungsfaktors einfliessen lassen.
Ausserdem die elektrischen Größen von Boomdurchmesser und Elementhaltern.
Die kapazitive Belastung durch zu geringe Nähe zum Erdboden bezogen auf die Wellenlänge hat nur geringen Einfluss wenn die Antenne bereits Lambda/4 hoch aufgebaut ist.

Mit EZNEC oder MMANA berechnete Antennen stimmen nach dem Aufbau in aller Regel bis auf den Zentimeter genau und erfordern keinen weiteren Abgleich.

Habe soeben mal eine 5-Element 20m Yagi, 10m hoch aus Kupfer bzw. Aluminium nach gerechnet.
Der Gewinnunterschied ist 0,02db zugunsten Kupfer.
Die Speisepunktimpedanz bei Kupfer: 23,03-j13,89 Ohm,
Bei Aluminium: 23,06-j23,86 Ohm
Bei völlig verlustfreiem Material: 22,97-j13,94 Ohm.

Es ist also zu erkennen, dass das Material die geringste Rolle spielt.
Entscheidend sind die Elementlängen und Durchmesser.

73
Peter

Im Prinzip hat dj7ww es Dir bereits beantwortet. Ich habe die Links gepostet um Dich auf NEC zu "stupsen". Du kannst doch den Unterschied im Verkürzungsfaktor per Ein-Draht Antenne (darf ja auch Rohr sein) per Simulation ermitteln und die Materialwerte für Cu und Al ausprobieren, dann hast Du doch die Materialabhängigkeit. Daß die uninteressant ist, hatte ich schon geschrieben und im Vorpost hast Du Zahlen dazu. Ich habe nicht vor, Deine Hausaufgaben zu machen .. .. bzw. Dir die Arbeit abzunehmen.
73 Peter

[quote]

Habe soeben mal eine 5-Element 20m Yagi, 10m hoch aus Kupfer bzw. Aluminium nach gerechnet.
Der Gewinnunterschied ist 0,02db zugunsten Kupfer.
Die Speisepunktimpedanz bei Kupfer: 23,03-j13,89 Ohm,
Bei Aluminium: 23,06-j23,86 Ohm
Bei völlig verlustfreiem Material: 22,97-j13,94 Ohm.
[/quote]

Edit

Schreibfehler: Impedanz bei Alu: 23.,06-j13,86 Ohm

[quote]Ich hab es befürchtet .... Also gut, ich zitiere aus Rothammel:
Der Verkürzungsfaktor wird hervorgerufen durch eine verringerte Ausbreitungsgeschwindigkeit verbunden mit zusätzlichen kapazitiven Belastungen ... und hängt vom Verhältnis Antennenlänge zu Antennendurchmesser (=Schlankheitsgrad), dem [color=red:l9wlulde]MATERIAL[/color:l9wlulde] und den Kapazitäten rund um die Antenne ab....... .[/quote]Ich trage es noch einmal nach, wegen dem [color=red:l9wlulde] Material [/color:l9wlulde] und Rothammel-Zitat - letzteres leicht überflüssig, weil diese Fakten"( relatives) Allgemeinwissen" sind. Insbesondere der link:
http://www.antennex.com/w4rnl/col0402/amod50.html
weist auf den Einfluß von Isolierüberzügen hin, d.h. es ist eher wichtig, ob ein Plastiküberzug über dem Material ist, als Cu oder Al als Leitermaterial
.
73 Peter

Moin, ich möchte Dir gerne die Frage beantworten und ein wenig dazu erklären. Selbst wenn ich Dir die Formel gebe, wirst Du mit Deinem Programm noch nichts berechnen können, denn um den Verkürzungsfaktor berechnen zu können, brauchst Du ja auch wieder Daten, die in die Formel eingefügt werden müssen.
Bevor Du den Verkürzungsfaktor berechen kannst, mußt Du erst die Ausbreitungsgeschwindigkeit berechnen. Die Ausbreitungsgeschwindigkeit ist v. Die Formel für die Berechnung von v ist: v= 1 / Wurzel L' mal C'
Ich habe die Formel ausgeschrieben, da ich hier keinen Brüche einfügen kann. Die 1 in der Formel steht über dem Bruchstrich, den ich als / geschrieben habe. Das Wort Wurzel soll das Wurzelzeichen darstellen, daß unter dem Bruchstrich steht. Die Wurzel wird gebildet aus dem Ergebnis von L' * C'
L' ist hierbei Induktivitätsbelag und C' bedeutet Kapazitätsbelag
L' wird berechnet aus H/m und C' wird berechnet aus F/m
H ist Induktivität und F ist Kapazität
L' ist somit Induktivität/m und C' ist somit Kapazität/m
Die Induktivität (als Beispiel) kann also 2,5pH betragen und die Kapazität 15µF
Das kleine m in der ober Formel steht für Meter. Habe ich also die 2,5pH und die 15µF auf einer Länge von einem Meter des verwendeten Material gemessen ist m halt 1.
Zum Beispiel: 2,5pH/1Meter mal 15µF/1Meter
Somit kann man als Ausbreitungsgeschwindigkeit folgendes berechen:
v= 1/Wurzel von 2,5 pH/1 mal 15µF/1
v= 0,1632993161855452
In Km/s wäre v= 163229,9
Jetzt wissen wir die Ausbreitungsgeschwindigkeit v.
Der Verkürzungsfaktor k ist einfach v/c (Ausbreitungsgeschwindigkeit durch Lichtgeschwindigkeit)
k= 163229,9 / 299792,458
k= 0,54447

So, jetzt hast Du die Formel, stellt sich aber die Frage, woher bekommst Du die Werte für L' und C'? Messen ist das Beste. Da ich in diesem Beispiel von einem Meter ausging und sich mit dem Faktor 1 auch besser rechnen läßt, solltest Du nur die Werte von Einmeterlängen messen.
Jetzt stellt sich die nächste Frage, wieso messen? Ganz einfach, den Verkürzungsfaktor könntest Du einfacher berechnen, wenn Du den Wert des Dielektrikum hättest. Nur der Wert ändert sich ja ständig. Was ich damit meine ist, Aluminium oxidiert etwas, um so älter es wird und Kupfer auch. Nimmst Du für Deine "Antenne" neues Material, änder sich im Lauf der Zeit der Verkürzungsfaktor und die Berechnungen stimmen dann für eine gealterte Antenne nicht mehr. Besser ist es, schon gealtertes Material zum Bau zu verwenden oder oxidationsgeschütztes durch hauchdünne Beschichtung. Die Werte H und F per Messung ermitteln und diese in Deine "selbst gebastelte" Formel eingeben. Wenn Du die Werte nicht per Messung ermittel willst, wird es richtig kompliziert, da müßtest Du die auf molekulare Ebenen begeben und die genaue Zusammensetzung Deiner Materialien kennen. Keiner verwendet zum Bau von Antennen 100% reines Alu oder Kupfer. Du würdest für jede geringst Änderung in den Legierungen einen neuen Wert haben. Keiner der Hersteller wird Dir die exakte Zusammensetzung der Kupferkabel preis geben. Also: messen!

[quote] Keiner der Hersteller wird Dir die exakte Zusammensetzung der Kupferkabel preis geben. Also: messen![/quote]

Und das ist sehr einfach, man baue einen Dipol z.B. 2x5m und messe dessen Resonanzfrequenz.
Aus dieser Resonanzfrequenz errechnet man dann die mechanische Drahtlänge ohne Verkürzungsfaktor.
Vegleicht man diese wiederum mit den 2x 5 Metern kann man leicht den tatsächlichen Verkürzungsfaktor des verwendeten Materials errechnen.

Damit das Ergebnis einigermassen stimmt sollte der Testdipol ausreichend hoch angebracht werden, in diesem Fall so etwa 10-15m und natürlich total frei und gestreckt.

Gruß
Peter

Einen kleinen Nachtrag möchte ich für den "Macher" der zu erstellenden
Formel noch machen, um möglichst konstruktiv ein wenig Hilfe leisten zu können.

Den Verkürzungsfaktor auf Grundlage rein wissenschaftlicher Grundlagen zu berechnen wird auch deshalb so qualvoll (schwierig), da unabhängig vom Material folgendes berücksichtigt werden müßte. Je nach Außentemperatur ändert sich die Temperatur des Antennenmaterial. Metall würde sich in der Sommerhitze von 40 Grand deutlich ausdehnen und somit länger werden und auch der Widerstand würde sich bei hohen Temperaturen ändern. Hätte man grafithaltige, leitende Kunststoffe als Baumaterial würde sogar die Luftfeuchtigkeit einen Einfluß haben. Diese Formel würde keinen Spaß mehr machen. Die Frage ist, lohnt der Aufwand und würde man selbst bei Berücksichtigung dieser Faktoren überhaupt wahrnehmbar eine Qualitätsänderung erkennen? Man müßte für jede Temperatur und Luftfeuchte eine angepaßte Antenne bauen. Na dann mal viel Spaß. In der Praxis und auf unserer Erde reichen gemittelte Werte voll aus. Ich kann mir gut vorstellen, daß für Weltraumsonden man dies berücksichtigen muß, da auf dem Mars die Temperatur zwischen Tag und Nacht um über 500 Grad Celsius schwankt.
Als Vorschlag für Deine Formel würde ich Dir empfehlen, daß Du mit Bedingungsoptionen arbeitest. Das man z.B. ein Feld hat, in dem Auswahlmöglichkeiten für das verwendete Material sind. So könnte man dann z.B. Messing, Silber, Kupfer, Alu oder Gold anklicken oder bestimmte Verbundmaterialien (auch Kabeltypen) auswählen. Hinterlegt wären dann für die entsprechenden Materialien gemittelte Werte die durch Messungen der letzten hundert Jahre bekannt sind. Dies würde ausreichen. Wer es genauer haben möchte muß halt messen. Am Besten messen bei typischen, mittleren Temperaturen. Also, wenn Du in Sibirien bist nicht gerade im Winter bei minus 78 Grand. Da könnte es bis zu Sommer an Tagen mit 42 Grad plus durchaus schon leicht merkbare Qualitätsunterschiede geben.

In diesem Sinne, muß man haben

[quote]

Den Verkürzungsfaktor auf Grundlage rein wissenschaftlicher Grundlagen zu berechnen wird auch deshalb so qualvoll (schwierig), da unabhängig vom Material folgendes berücksichtigt werden müßte. Je nach Außentemperatur ändert sich die Temperatur des Antennenmaterial. Metall würde sich in der Sommerhitze von 40 Grand deutlich ausdehnen und somit länger werden und auch der Widerstand würde sich bei hohen Temperaturen ändern. [/quote]

Jetzt musst Du nur noch dazu sagen um wieviel Hz sich dadurch die Resonanzfrequenz ändert und um wieviel %%% der Wirkungsgrad LMAO

Wieso ich? und muss? Ich brauche so eine Formel nicht. So was rechne ich im Kopf aber toller Tip.
Man könnte das Ganze ja noch auf die Spitze treiben und ganz andere Faktoren berücksichtigen. Das Universum dehnt sich ja bekanntlich aus. Es entsteht ständig Raum. Auch innerhalb und zwischen den Molekülen. Die schwache Kernkraft und die starke Kernkraft sorgen unter anderem dafür, daß die Teilchen nicht voneinander wegstreben. Nur der Gewinn an Raum sorgt auf Quantenniveau für eine Änderung der Änderungsfähigkeit (für normal Menschen die Zeit als Energieform). Dieser Wert wäre eine millionstel Sekunde nach dem Urknall noch merklich für objektive Qualitätsänderungen an einer Antenne verantwortlich gewesen, da sich das Universum seinerzeit in einer inflationären Expansion befand. Nur kenne ich keinen, der eine millionstel Sekunde nach dem Urknall Antennen bauen wollte. Oder gibt es da Jemanden hier im Forum, von dem ich noch nichts weiß oder den ich noch nicht kenne?

Bitte! Melde Dich!

ne, ne. Spaß bei Seite. Die allgemeinen Werte reichen vollkommen für ein qualitativ, hochwertiges Ergebnis aus.

@ df2ske und ow3vkc

Ups, mir ist gerade beim durchlesen aller "Bemerkungen" aufgefallen, daß man sich nicht wundern muß, wenn Quereinsteiger immer wieder nachfragen und aus dem Sammelsurium der "Antworten" nicht schlau werden. Einige denken, daß der Schlankheitsgrad den Verkürzungsfaktor bestimmt. Bestimmen ist aber nicht Mitbestimmen. Dies ist physikalisch etwas vollkommen anderes! Der Gesamtverkürzungsfaktor wird von mehreren Faktoren mit bestimmt. Der Schlankheitsgrad, der sich aus dem Verhältnis der Wellenlänge zum Durchmesser des verwendeten Materiales ergibt, beeinflußt den Gesamtverkürzungsfaktor. Der Schlankheitsgrad stellt ein Verhältnis dar, welches durch Änderungen im Querschnitt wesentlich die Dachkapazität beeinflußt. Dies bedeutet bei Querschnittszunahme eine stärkere Verkürzung jedoch verursacht die Querschnittszunahme auch einen anderen Widerstand und führt zu einer Verlängerung. Diese Verlängerung ist aber im Verhältnis zur Verkürzung durch die Dachkapazität wesentlich geringer, so daß sich insgesamt eine stärkere Verkürzung ergibt.
Das Verhältnis aus der Wellenlänge im angenommenen "freien Raum" und der Wellenlänge im "tatsächlichen" Dipol hängt wesentlich vom verwendeten Material (Werkstoff) und dem Querschnitt ab.

Und jetzt kommt das Allerbeste.

Die stärke des Einflußes der Schlankheitsgradänderung auf die Widerstandsänderung ist abhängig vom Werkstoff. Der Werkstoff beeinflußt also auch bestimmte Wirkungsweisen des Schlankheitsgrades.
Dies bedeutet wiederum, daß alle Verhältnisse welche zu verkürzenden Faktoren führen in enger Wechselwirkung stehen und den Gesamtverkürzungsfaktor mitbestimmen.
Wer also nicht messen will, sondern eine Formel bastel will, wird nicht umhin kommen, soviel wie möglich zu berücksichtigen von Dachkapazität über Material oder Widerstand bis hin zum Schlankheitsgrad.

Mein Fazit: Fragt nicht selbsternannte Antennenexperten, fragt Physiker. Mir ist hier nämlich aufgefallen, daß es zu viele gibt, die physikalische Grundlagen durcheinander bringen.

Um es auf den Punkt zu bringen, es ist wissenschaftlich total bewiesener Unfug, wenn ich hier beim Durchstöbern der ganzen Themen Leute fand, die denken oder behaupten, daß das Verhältnis von z.B. 145 Hz im Kupferdipol zu 150 Hz im "freinen" Raum (145 / 150 = 0,966 perionde) einen Verkürzungsfaktor darstellt, der genau so aus der Formel: Länge durch Querschnitt zu ermittel wäre. und mit dem Schlankheitsgrand gleich zu setzen wäre. Kein Wunder, daß es hier im Forum Leute gibt die über Jahre die selbe Frage stellen und zu keinem Ergebnis kommen. Hier gibt es zu viele, die eine Vielzahl, physikalisch, elementar wichtiger Unterschiede (auch zwischen Bestimmt und Mitbestimmt) nicht kennen und versuchen Fragen zu beantworten.

Mein Fazit: Fragt im Zweifelsfall lieber Physiker!

In diesem Sinne: es is doch vollkommen egal, ob ich verstehe was ich anderen erkläre

[quote]

Ups, mir ist gerade beim durchlesen aller "Bemerkungen" aufgefallen, daß man sich nicht wundern muß, wenn Quereinsteiger immer wieder nachfragen und aus dem Sammelsurium der "Antworten" nicht schlau werden. [/quote]

Das wundert Dich nicht wirklich?

Hast Du mal selbst gelesen was Du hier von Dir gibst?

@DJ7WW

Joh, hab gleich mal nachgelesen, was ich so von mir gab.
Die allererste Frage ließ doch deutlich erkennen, daß jemand dachte, daß der gesamte Verkürzungsfaktor ausschließlich auf den Schlankheitsgrad beruht. Denn er hatte doch bezüglich der Verkürzung nur mit s/s+1 gerechnet und sich gewundert, daß er im Forum andere widersprüchliche Werte fand. Meine erste Antwort hatte sich deshalb mit der Induktivität und der Kapazität beschäftigt.
Bei den folgenden Aussagen hatte ich aber auch deutlich zu verstehen gegeben, daß manch "kleinkarierte" Einflüsse den Aufwand der Berücksichtigung nicht lohnen. Sollte ich etwa jemanden zumuten, jeglichen physikalisch möglichen Einfluß in Formel einzufügen? ((ja, ja, jaaaa, bitte, bitte))
Und bei der Geschichte mit der inflationären Expansion des Universum, hab ich ja nun wirklich zu verstehen gegeben, daß ich das nicht so ganz ernst meine auch wenn es inhaltlich absolut richtig ist. ((falls jemand eine Erläuterung bezüglich des Ereignishorizontes braucht.... ich antworte gerne))

Ich bleib dabei, Anfängern ist nicht in jedem Fall geholfen, sich mit tiefgreifenden Fragen hier an das Forum zu wenden. ((es sei denn, es antworten die Richtigen)) Lieber Physik studieren, bringt am Ende mehr.

in seltenen Fällen verstehe selbst ich, was ich anderen erkläre
P.s. Ich würde einfach mal vorschlagen, daß hier so etwas wie eine Enzyklopädie des Funker 1x1 eingerichtet wird, so könnte jeder unter Stichworten gut durchdachte, von allen Usern ausgearbeitet Erklärungen finden. Falls es hier so was schon gibt, habe ich es noch nicht gefunden.

Gruß, Abahatchi[/img]

[quote].... Mein Fazit: Fragt im Zweifelsfall lieber Physiker! ..[/quote]Genau, das sind die, bei denen der Strom immer noch von Plus nach Minus fließt und deren Autobatterie deshalb ständig leer ist. Dafür zertrümmern sie dann dann alles, um es besser zu verstehen und messen, wie weit das kleinste Teil fliegt. Inzwischen fliegen bei einigen die Teile schon mit Überlicht und kommen demnächst im in sich gekrümmten Universum wieder von hinten durch die Brust ..... oh Mann, ich liebe physikalische Diskussionen.... ..

Da lobe ich mir doch meinen Wobbler und Zollstock, und eine einfache Dreisatz-Rechnung. Die verbrauchte Energie ist dabei akkurat nach Einstein E=mc^2 ±3dB.

73 Peter (der jetzt erst mal abtaucht und in ein DX-Universum düst, physikalische Masse, nicht per Funk)

ps. Haben die Physiker in den Friseur-Illustrierten nicht auch eine Columne: "Fragen sie Dr. Weißalles" ??