Frage zu faradayschem Käfig

[Michael Koch]

Du hast das Wichtigste weggeschnitten. Die Bedingung ist,das für
technischen Wechselstrom die Induktivität verschwindend gering ist.
Selbst wenn die Hin- und Rückleitung in/auf einem Leiter
(Goubau-Leitung) stattfindet hast du einen Wellenwiderstand.
Die Frage ist, wie genau du etwas für deine Betrachtung wissen
mußt/willst. Es ist nunmal so, das jede Betrachtung ihre Grenzen hat.

ok, die Frage lässt sich also nicht so einfach beantworten. Dann möchte ich
die Frage umformulieren:

Gegeben sei ein würfelförmiger faradayscher Käfig mit 1m Kantenlänge, und
oben ist ein kleines Loch im Deckel. Mitten drin steht ein Leiter der bei C
leitfähig mit der Wand verbunden ist. Das obere Ende schaut aus dem Loch
raus. Der Durchmesser des Drahtes ist auch bekannt.

KKKKKKKKK A BKKKKKKKK
K L K
K L K
K L K
K L K
K L K
K L K
K L K
K L K
KKKKKKKKKKCKKKKKKKKKK

Wie sieht das Ersatzschaltbild zwischen den Punkten A und B aus, gültig im
Frequenzbereich 1kHz bis 30MHz? d.h. die Wellenlänge ist zwar grösser als
die Abmessungen, aber bei 30 MHz nicht mehr viel grösser.

Gruss
Michael

 

[horst-d.winzler]

Oliver Bartels schrieb:

Ich biete Euch 2m Koax RG400 mit Kurzschluß am Ende:
http://www.bartels.de/oliver/2m_rg400_short.jpg
( Nix großartig kalibriert, Schnellschuss, kommt aber halbwegs hin. )

Gefällt mir sehr gut. Ich erlaube es mir, das Bild zu kopieren. Mit
deiner vorrausgesetzten Erlaubnis möchte ich das Bild gern als
Beispiel einsetzen.

Das Smith Chart zeigt sehr schön die Drehung abhängig von der
Frequenz. Ich hoffe, es ist jetzt klar.

Aufgaben ;-)

- Welche Induktivität sieht man am Stecker bei 10 und bei 20 MHz ?
- Bei ungefähr welchen Frequenzen sieht man einen Kurzschluß ?
- Mit ungefähr welcher Geschwindigkeit läuft das Signal auf dem
Kabel ?
- Welches epsilon_r wird das Dielektrikum haben ?
- Was sagt uns das über den Typ des Dielektrikums ?

Gute Nacht!

Gruß Oliver

Guten Morgen !
--
gruß hdw

 

[horst-d.winzler]

Michael Koch schrieb:

Gegeben sei ein würfelförmiger faradayscher Käfig mit 1m Kantenlänge, und
oben ist ein kleines Loch im Deckel. Mitten drin steht ein Leiter der bei C
leitfähig mit der Wand verbunden ist. Das obere Ende schaut aus dem Loch
raus. Der Durchmesser des Drahtes ist auch bekannt.

KKKKKKKKK A BKKKKKKKK
K L K
K L K
K L K
K L K
K L K
K L K
K L K
K L K
KKKKKKKKKKCKKKKKKKKKK

Wie sieht das Ersatzschaltbild zwischen den Punkten A und B aus, gültig im
Frequenzbereich 1kHz bis 30MHz? d.h. die Wellenlänge ist zwar grösser als
die Abmessungen, aber bei 30 MHz nicht mehr viel grösser.

Hallo Michael,
die Antwort siehst du in Olivers Schrieb.
http://www.bartels.de/oliver/2m_rg400_short.jpg
( Nix großartig kalibriert, Schnellschuss, kommt aber halbwegs hin. )

Das Ding entspricht in etwa Michaels Faraday-Wunder in
etwas länglicher Form mit halbwegs konstantem Wellenwiderstand
(hier 50 Ohm).

Die Frequenzen der Marker stehen nebendran, bei 50MHz sind
es, oh Wunder, laut Herrn Hewlett und Herrn Packard ca. 95pF.

Schön induktiv ist das Kabelchen so bis knapp 30MHz, bei
ca. 30MHz erscheint das Kabel _offen_, trotz Kurzschluss,
darüber _erstmal_ kapazitiv ;-)

Besser kann ich deine Frage auch nicht beantworten ;-)
--
gruß hdw

 

[horst-d.winzler]

Oliver Bartels schrieb:

Ich biete Euch 2m Koax RG400 mit Kurzschluß am Ende:
http://www.bartels.de/oliver/2m_rg400_short.jpg
( Nix großartig kalibriert, Schnellschuss, kommt aber halbwegs hin. )

Gefällt mir sehr gut. Ich erlaube es mir, das Bild zu kopieren. Mit
deiner vorrausgesetzten Erlaubnis möchte ich das Bild gern als
Beispiel einsetzen.

Das Smith Chart zeigt sehr schön die Drehung abhängig von der
Frequenz. Ich hoffe, es ist jetzt klar.

Aufgaben ;-)

- Welche Induktivität sieht man am Stecker bei 10 und bei 20 MHz ?
- Bei ungefähr welchen Frequenzen sieht man einen Kurzschluß ?
- Mit ungefähr welcher Geschwindigkeit läuft das Signal auf dem
Kabel ?
- Welches epsilon_r wird das Dielektrikum haben ?
- Was sagt uns das über den Typ des Dielektrikums ?

Gute Nacht!

Gruß Oliver

Guten Morgen !
--
gruß hdw

 

[Oliver Bartels]

On Sun, 12 Feb 2006 08:31:41 +0100, "horst-d.winzler"
<horst.d.nospamwinzler@web.de> wrote:

Gefällt mir sehr gut. Ich erlaube es mir, das Bild zu kopieren. Mit
deiner vorrausgesetzten Erlaubnis möchte ich das Bild gern als
Beispiel einsetzen.

Gerne, kein Problem.

Gruß Oliver

--
Oliver Bartels + Erding, Germany + obartels@bartels.de
http://www.bartels.de + Phone: +49-8122-9729-0 Fax: -10

 

[Horst-D.Winzler]

Ulrich Strate schrieb:

horst-d.winzler wrote:

Ulrich Strate schrieb:

horst-d.winzler wrote:

Michael Koch schrieb:


Also nochmal. Wenn mit Gleichstrom gearbeitet wird, heben sich die
mag. Felder nach außen auf. Es erscheint nur der
Gleichstromwiderstand. Wird mit Wechselstrom gearbeitet, kompensieren
sich die mag. Felder nach außen zwar immernoch, es kommt jedoch jetzt
auf die Frequenz an.
Es erscheint dann nicht sowas wie eine Induktivität sondern ein
Wellenwiderstand.

Nein; es erscheint kein Wellenwiderstand. Natürlich besitzt so ein
Gebilde eine reinrassige Induktivität, und das bei _jeder_ Frequenz.

Fein, dann meß mal die Induktivität einer kurzgeschlossenn Koaxleitung
über eine sich ändernde Frequenz. Erzähl mal vom Ergebnis ;-)

Gut. Der OP wollte ein Koax-Gebilde von 1 m^3 im Frequenzbereich von 1
bis 1000 kHz betrachten. Von mir aus kannst Du auch gerne 10 Meter
kurzgeschlossenes RG213-Kabel nehmen. Das stellt bei 1 kHz eine
Induktivität von ca. 3 uH dar, bei 1 MHz sind es etwas weniger. Und
nun? Hast Du andere Zahlen? Induktivität=0 bei NF? Erscheint vielleicht
sogar ein Wellenwiderstand?

Bei Betrachtung von konzentrierten Elementen in "ihren" Grenzen ist
das OK. Wenn es sich aber um Elemente in jenen räumlichen Größen geht,
gilt diese vereinfachte Sichtweise falsch.
Spätestens beim Messen mit einem Impulsreflektometer wirds klar.

Nehmen wir mal das Beispiel eines schwarzen Kastens mit 2 Klemmen.
Aufgabe ist, ein Ersatzschaltbild anzugeben.

Erster Schritt wäre es, den Ohmschen Widerstand zu messen. Der ergibt
einen sehr kleinen Wert. Fast ein Kurzschluß.
Gibt man sich damit zufrieden, wäre das Ersatzschaltbild ein "Kurzschluß".

Ist der Messende gewitzter, wird er die Induktivität zu messen versuchen.
Das Ergebnis wird eine Induktivität mit - vielleicht - geringem
Verlustwinkel sein.
Damit kann man sich auch schon zufrieden geben.

Spielt der Messende weiter, wir er ein Impulsreflektometer und/oder
einen skalaren Netzwerkanalisator anschließen.

Ergebnis wird sein, das es wie eine endliche Leitung und/oder ein
Hohlraumkreis aussieht.

Dieses Beispiel soll lediglich zeigen, das es sehr davon abhängt, wie
"genau" der jeweilig Messende das Ersatzschaltbild haben möchte.

Darauf ist in diesem Treat schon hingewiesen worden.
Wenn du bei dem Begriff Induktivität bleiben möchtest, kompensiert
sich die noch im NF-Bereich. Sie wird aber nie "0" sein.

Auch im NF-Bereich kompensiert sich da nichts.

Tja, dann könnte man sich das bifilare Wickeln von zB Meßwiderstände
ersparen. Ob die das bei Siemens im Meßgerätebau bereits gewußt haben?

Auch dort "kompensiert" sich bei NF keine Induktivität. "Kompensieren"
und "vernachlässigbar klein" ist ein Unterschied.

Wenn benutzt Begriffe aus ihrem jeweiligen Kontext gerissen werden,
läßt sich jede Wortklauberei konstruieren.

--
gruß hdw

 

[Ulrich Strate]

Horst-D.Winzler wrote:

Ulrich Strate schrieb:
horst-d.winzler wrote:

Ulrich Strate schrieb:

horst-d.winzler wrote:

Michael Koch schrieb:


Also nochmal. Wenn mit Gleichstrom gearbeitet wird, heben sich die
mag. Felder nach außen auf. Es erscheint nur der
Gleichstromwiderstand. Wird mit Wechselstrom gearbeitet, kompensieren
sich die mag. Felder nach außen zwar immernoch, es kommt jedoch jetzt
auf die Frequenz an.
Es erscheint dann nicht sowas wie eine Induktivität sondern ein
Wellenwiderstand.

Nein; es erscheint kein Wellenwiderstand. Natürlich besitzt so ein
Gebilde eine reinrassige Induktivität, und das bei _jeder_ Frequenz.

Fein, dann meß mal die Induktivität einer kurzgeschlossenn Koaxleitung
über eine sich ändernde Frequenz. Erzähl mal vom Ergebnis ;-)

Gut. Der OP wollte ein Koax-Gebilde von 1 m^3 im Frequenzbereich von 1
bis 1000 kHz betrachten. Von mir aus kannst Du auch gerne 10 Meter
kurzgeschlossenes RG213-Kabel nehmen. Das stellt bei 1 kHz eine
Induktivität von ca. 3 uH dar, bei 1 MHz sind es etwas weniger. Und
nun? Hast Du andere Zahlen? Induktivität=0 bei NF? Erscheint
vielleicht sogar ein Wellenwiderstand?

Bei Betrachtung von konzentrierten Elementen in "ihren" Grenzen ist
das OK. Wenn es sich aber um Elemente in jenen räumlichen Größen geht,
gilt diese vereinfachte Sichtweise falsch.
Spätestens beim Messen mit einem Impulsreflektometer wirds klar.

Bitte aufwachen; Der OP schrieb:
| nochmal zurück zur ursprünglichen Fragestellung. Sind wir uns einig
dass die
| Induktivität zwischen A und B für kleine Frequenzen gleich Null ist?
| Mit "kleine Frequenzen" meine ich dass die Wellenlänge gross gegenüber
den
| Abmessungen des Käfigs ist. Natürlich soll die Frequenz nicht so klein
sein
| dass der Käfig seine abschirmende Wirkung verliert. Also sagen wir mal
der
| Käfig ist 1m3 gross, und der Frequenzbereich sei 1kHz bis 1MHz.

Fragen:
-Wie verhält sich der beschriebene Kasten ("jenes räumliche Gebiet") in
dem angegebenen Frequenzbereich?
-Braucht man zur Messung dieses Gebildes _in diesem Frequenzbereich_ ein
Impulsreflektometer oder einen NWA?
-Ist es falsch, das Ergebnis bei jeder Frequenz in dem genannten Bereich
als "reine Induktivität" anzugeben? (Michael wollte wissen, ob die
Induktivität _in diesem Frequenzbereich_ verschwindet)

Nehmen wir mal das Beispiel eines schwarzen Kastens mit 2 Klemmen.
Aufgabe ist, ein Ersatzschaltbild anzugeben.

Darum ging es hier nicht; das Innere des schwarzen Kastens ist
wohlbekannt, und das Ersatzschaltbild läßt sich für den angeprochenen
Frequenzbereich 1..1000 kHz ohne größere Probleme angeben.

Erster Schritt wäre es, den Ohmschen Widerstand zu messen. Der ergibt
einen sehr kleinen Wert. Fast ein Kurzschluß.
Gibt man sich damit zufrieden, wäre das Ersatzschaltbild ein "Kurzschluß".

Ist der Messende gewitzter, wird er die Induktivität zu messen versuchen.
Das Ergebnis wird eine Induktivität mit - vielleicht - geringem
Verlustwinkel sein.
Damit kann man sich auch schon zufrieden geben.

Spielt der Messende weiter, wir er ein Impulsreflektometer und/oder
einen skalaren Netzwerkanalisator anschließen.

Du sagst es: für den Frequenzbereich 1..1000 kHz wäre das reine
Spielerei und Zeitverschwendung.

Ergebnis wird sein, das es wie eine endliche Leitung und/oder ein
Hohlraumkreis aussieht.

Ein Hohlraumkreis für 1 MHz mit einem 1m^3-Käfig?

Dieses Beispiel soll lediglich zeigen, das es sehr davon abhängt, wie
"genau" der jeweilig Messende das Ersatzschaltbild haben möchte.

Das wurde alles in der Vorbedingung vom OP genannt: es ging um eine
genaue Betrachtung bei NF. Auch bei Steigerung der Genauigkeit wird aus
dem 1m^3-Kasten bei 1 MHz noch kein Hohlraumkreis.

Darauf ist in diesem Treat schon hingewiesen worden.
Wenn du bei dem Begriff Induktivität bleiben möchtest, kompensiert
sich die noch im NF-Bereich. Sie wird aber nie "0" sein.

Auch im NF-Bereich kompensiert sich da nichts.

Tja, dann könnte man sich das bifilare Wickeln von zB Meßwiderstände
ersparen. Ob die das bei Siemens im Meßgerätebau bereits gewußt haben?

Auch dort "kompensiert" sich bei NF keine Induktivität. "Kompensieren"
und "vernachlässigbar klein" ist ein Unterschied.


Wenn benutzt Begriffe aus ihrem jeweiligen Kontext gerissen werden,
läßt sich jede Wortklauberei konstruieren.

Ja, warum bist Du dann nicht beim Kontext der Ausgangsfrage geblieben,
sondern klaubtest Wort mit:

Wird mit Wechselstrom gearbeitet, kompensieren
sich die mag. Felder nach außen zwar immernoch, es kommt jedoch jetzt
auf die Frequenz an.
Es erscheint dann nicht sowas wie eine Induktivität sondern ein
Wellenwiderstand.

? BTW: verrate doch endlich 'mal, wo dort jetzt genau ein
Wellenwiderstand erscheint..

Gruß
Ulrich

 

[Ulrich Strate]

Michael Koch wrote:

ok, die Frage lässt sich also nicht so einfach beantworten. Dann möchte ich
die Frage umformulieren:

Gegeben sei ein würfelförmiger faradayscher Käfig mit 1m Kantenlänge, und
oben ist ein kleines Loch im Deckel. Mitten drin steht ein Leiter der bei C
leitfähig mit der Wand verbunden ist. Das obere Ende schaut aus dem Loch
raus. Der Durchmesser des Drahtes ist auch bekannt.

KKKKKKKKK A BKKKKKKKK
K L K
K L K
K L K
K L K
K L K
K L K
K L K
K L K
KKKKKKKKKKCKKKKKKKKKK

Wie sieht das Ersatzschaltbild zwischen den Punkten A und B aus, gültig im
Frequenzbereich 1kHz bis 30MHz? d.h. die Wellenlänge ist zwar grösser als
die Abmessungen, aber bei 30 MHz nicht mehr viel grösser.

Wie schon mehrfach geschrieben, stellt sich das Ersatzschaltbild _in
diesem Frequenzbereich_ als (schwach frequenzabhängige) Induktivität
dar, in der Größenordnung 1 uH (hängt auch vom Drahtdurchmesser ab).

Gruß
Ulrich

 

[Oliver Bartels]

On Sun, 12 Feb 2006 08:30:37 +0100, "horst-d.winzler"
<horst.d.nospamwinzler@web.de> wrote:

Besser kann ich deine Frage auch nicht beantworten ;-)

Man kann ihm noch dazusagen, dass
Merkwürdiges_geschehen_wird (tm), wenn die
Grenzwellenlänge für verschiedene Hohlleitermoden erreicht
wird und die Wellen anfangen, kreuz und quer in dem Kasten
zu reflektieren. Der Leiter L wird die dann nicht mehr wirklich
interessieren und nur noch als schlechte Antenne herhalten.

Die Grenzwellenlängen liegen bei ca. (eps_r Luft)
lambda_c = 2 / sqrt ( (m/a)^2 + (n/b)^2 ) mit a/b für
die Dimensionen des Kastens und m, n für die Indizes der
Mode. Ein m/n darf/sollte Null sein. Wenn erst irgendwelche
H_21 etc. angeregt werden, dann gibt es Chaos.

Bei 1m Kantenlänge sind (2a) ca. 150MHz die Grenze
für den ersten Übergang Richtung Hohlleitung, da wird das
Chart Zicken machen, und so mit knapp dem Doppelten
wird_es_lustig (tm).

Ganz_lustig (tm) wird es, wenn man noch viel viel höher
mit den Frequenzen geht, Stichwort UV, Schwarzer Strahler
und Ultraviolettkatastrophe. Dann fängt nämlich das
elektromagnetische Feld selber an, freundlich auf seine
Quantisierung hinzuweisen. Soll heißen: Bestimmte Moden
bzw. Frequenzen gibt es erst ab einer bestimmten Energie.
Wäre dem nicht so, dann würden wir von einer heißen
Herdplatte gnadenlos mit Röntgenstrahlung verstrahlt,
eben die Ultraviolettkatastrophe.
Geschieht aber nicht. Über das Warum hat sich damals
Max Planck Gedanken gemacht und damit die
Quantentheorie mit begründet, es gab dafür einen
Nobelpreis und ihm zu Ehren gibt es heute eine
Max Planck Gesellschaft ...

Gruß Oliver

P.s.: Ja, das ist alles sehr kompliziert. Man sollte sich aber
darüber im Klaren sein, dass das elektromagnetische Feld
für praktisch alle Prozesse in unserer belebten Welt
mit verantwortlich ist. Wäre das einfach, dann wären wir
wohl auch "einfacher" und könnten hier nichts schreiben ...

--
Oliver Bartels + Erding, Germany + obartels@bartels.de
http://www.bartels.de + Phone: +49-8122-9729-0 Fax: -10

 

[Dieter Wiedmann]

Makus Grnotte schrieb:

IMHO muss die Wellenlänge großer sein als der Durchmesser des Lochs im
Käfig, um abgeschirmt zu werden. (Siehe Fronttür jeder Mikrowelle)

s/abgeschirmt/angemessen_gedämpft


Gruß Dieter

 

[FM]

horst-d.winzler wrote:

Die Frage ist, wie genau du etwas für deine Betrachtung wissen
mußt/willst. Es ist nunmal so, das jede Betrachtung ihre Grenzen hat.

Wobei hier eher Dein theoretisches Wissen der Elektrodynamik die Grenze

darstellt...

 

[Oliver Bartels]

On Sun, 12 Feb 2006 11:08:01 +0100, Ulrich Strate <df4kv@web.de>
wrote:

Wie schon mehrfach geschrieben, stellt sich das Ersatzschaltbild _in
diesem Frequenzbereich_ als (schwach frequenzabhängige) Induktivität
dar, in der Größenordnung 1 uH (hängt auch vom Drahtdurchmesser ab).

Die Sache ist nicht ganz trivial, am Ende haben beide recht ;-)

Zunächst mal gilt, egal bei welcher Frequenz, dass wenn man das
"Ding" als Leitung mit Wellenwiderstand Z0 und Kurzschluß am
Ende betrachten kann, folgende Formel für den komplexe
Reflexionsfaktor:

Gamma = -e^(-i phi) mit

phi = 4 pi d/lambda = 4 pi f d / c

( f : Frequenz, d : Leitungslänge, c : Ausbreitungsgeschwindigkeit,
also hier die Lichtgeschwindigkeit, wenn kein Dielektrikum. )

Bei Kabellänge 0 ist phi = 0 und Gamma -1 (Kurzschluß!) usw.,
sollte halbwegs einsichtig sein.

Mit der Bilineartransformation gilt für die sichtbare Impedanz
am "Port" AB :

Z = Z0 ( (1-e^(-i phi))/(1+e^(-i phi)) )

Wenn man den Bruch geeignet konjugiert-komplex erweitert
(Term (1-e^(i phi)) kommt man, wer hätte es gedacht, auf rein
imaginäre Werte für die Impedanz, die kann man auch gleich
auf eine Induktivität mit i omega L umrechnen:

L = ( Z0 / (2 pi f) ) ( (1-cos phi) / sin phi )

phi siehe oben.

Also eine Formel vom Typ "Böse und Gemein" und selbstredend
mit Singularitäten.

* Jetzt kommen die niedrigen Frequenzen:

Für kleine phi tendiert der zweite Term nach 1/2 phi.

Macht dann für kleine f :

L ~= Z0 d/c

Das ist jetzt wieder sehr kommod.

Einsetzen der üblichen verdächtigen Werte bestätigt Deine
Größenordnung 1uH _für_sehr_niedrige_Frequenzen_.

Allerdings ist Vorsicht geboten:

Der Grund liegt im Z0: Das ergibt sich nämlich aus der
Telegrafengleichung, und in der erscheint neben dem
Induktivitäts- und Kapazitätsbelag selbstredend auch ein
Realanteil, nämlich der Widerstand des Metalls.

Und der sorgt dafür, dass der Wellenwiderstand bei niedrigen
Frequenzen womöglich _nicht_ mehr konstant ist und wieder
merkwürdige_Dinge (tm) mit dem Wert von L geschehen
können ...

Hope this helps.

Gruß Oliver

P.s.: Wer Vorzeichenfehler findet, darf sie behalten.

--
Oliver Bartels + Erding, Germany + obartels@bartels.de
http://www.bartels.de + Phone: +49-8122-9729-0 Fax: -10

 

[Oliver Bartels]

On Sun, 12 Feb 2006 02:57:56 +0100, Michael Eggert
<m.eggert.nul@web.de> wrote:

* * * * S P O I L E R * * * *





















- Welche Induktivität sieht man am Stecker bei 10 und bei 20 MHz ?

Gut -j * 0,5 * Z und knapp -j * 2 * Z?

Ned wirklich,
(-) wäre eine Kapazität (Marker 4/5).
Es ist ganz einfach, die komplexen Impedanz stehen am Rand
bei den Markern ;-)
Da ist zwar bei 10MHz 0,5 Z knapp getroffen, bei 20MHz aber
2 Z nicht ganz, Marker 2 steht schon recht gut vor dem
rechten Kreis konstanter Blindleistung.

10 MHz : Blindanteil Marker 1 ca. 26,7 (i) Ohm, wegen
X_L = i omega L = i 2 pi f L => L ~= 424nH
20 MHz : Blindanteil Marker 2 ca. 77,7 (i) Ohm, wegen
X_L = i omega L = i 2 pi f L => L ~= 619nH

_Hier_ steigt L mit der Frequenz an.

Zu der exakten Formel siehe mein anderes Posting an
Ulrich, der Zacken da ganz links hat seinen Grund.

Man kann sich jetzt schön vorstellen, was für eine nette
Rechnerei das mit komplexen Zahlen gibt, wenn man
irgendwo in der Mitte vom Chart (also mit Realanteilen)
auf einer Kurve liegt, es grüßt die Bilineartransformation.

Das ganze dann womöglich auch noch breitbandig.

Mit dem Verfahren von Prof. Probie' (und seinem Assistenten
Testmann) ist man da hoffnungslos verloren, eine gescheite
Anpassung ohne Messmittel und echte Mathematik (tm)
hinzubekommen, das eiert immer und überall rum, dürfte hingegen
kaum den Mittelpunkt treffen.

- Bei ungefähr welchen Frequenzen sieht man einen Kurzschluß ?

n * 60MHz.

Ack.
Wegen 2 x f_Marker 3 offensichtlich.

- Mit ungefähr welcher Geschwindigkeit läuft das Signal auf dem
Kabel ?

2 * 2m * 60MHz = 2,4E+8 m/s

Ack.
Die 2m Kabellänge entsprechen ca. Lambda/4 bei 30MHz
(Viertel reicht für volle 180 Grad Transformation, weil Hin- und
Rückweg).
Das 2m Kabel trägt somit eine Wellenlänge ergo bei 120MHz,
wegen c = f lambda ergibt sich o.g. Zahl bzw.
immerhin 0,8c, schon etwas schneller als die typische Glasfaser ;-)

- Welches epsilon_r wird das Dielektrikum haben ?

3E+8 / 2,4E+8 = 1,25

Nack.
Es gilt 1/c^2 = mu * epsilon, d.h. der Verkürzungsfaktor
geht einher mit Wurzel epsilon_r, ergo fehlt hier noch
ein Quadrat: 1,25*1,25~=1,56. Der Wert ist aber
immer noch sehr klein.

- Was sagt uns das über den Typ des Dielektrikums ?

Besser als Standard-Plaste, schlechter als Luft. Waben aus wenig
Plaste + viel Luft?

Fast, aufgeschäumte (strahlungsgeschäumte) Plaste.

Gruß Oliver

--
Oliver Bartels + Erding, Germany + obartels@bartels.de
http://www.bartels.de + Phone: +49-8122-9729-0 Fax: -10

 

[Michael Eggert]

Oliver Bartels <spamtrap@bartels.de> wrote:

Hi!

- Welche Induktivität sieht man am Stecker bei 10 und bei 20 MHz ?

Gut -j * 0,5 * Z und knapp -j * 2 * Z?

Ned wirklich,

Ich sag doch, ist lange her...

(-) wäre eine Kapazität (Marker 4/5).

GRMPF! Das kommt davon, wenn man sich auf das Standard-Smithchart
verlässt. In jedem vernünftigen Graphen bedeutet eine Achsen-
beschriftung wie "x/1000", daß der _gezeichnete_ Wert eben x/1000 ist,
also x = Wert * 1000 (!)

Nicht so im Smithchart. Hier steht oben "Inductive Reactance Component
(+jX/Z0)". Also gehe ich davon aus, daß Wert = jX/Z0 dargestellt, der
_gezeichnete_ Wert ist. Also X = Wert * Z0 / j oder X = -j Wert Z0.

Reingefallen.

Man kann sich jetzt schön vorstellen, was für eine nette
Rechnerei das mit komplexen Zahlen gibt, wenn man
irgendwo in der Mitte vom Chart (also mit Realanteilen)
auf einer Kurve liegt, es grüßt die Bilineartransformation.

Allerdings...

Mit dem Verfahren von Prof. Probie' (und seinem Assistenten
Testmann) ist man da hoffnungslos verloren, eine gescheite
Anpassung ohne Messmittel und echte Mathematik (tm)
hinzubekommen, das eiert immer und überall rum, dürfte hingegen
kaum den Mittelpunkt treffen.

....zum Glück gabs ja noch graphische Methoden, die einem zumindest für
einzelne Frequenzen ein bissl Mathematik abnehmen.

- Welches epsilon_r wird das Dielektrikum haben ?

3E+8 / 2,4E+8 = 1,25

Nack.
Es gilt 1/c^2 = mu * epsilon

Mist, ich hätte auf meinen Bauch hören sollen ("das geht bestimmt
quadratisch"). Als Praktiker rechne ich immer nur mit Verkürzungs-
faktor.

Gruß,
Michael.

 

[Bjoern Schliessmann]

Oliver Bartels wrote:

Wenn der Faradaysche Käfig perfekt _wäre_, würde er auch statische
Magnetfelder abschirmen.

Definitionssache. Ich kenne einen faradayschen Käfig sinngemäß als
"geschlossene Fläche aus leitfähigem Material, die elektrostatische
Felder abschirmt". Wechselfelder werden natürlich gedämpft. Aber
deshalb einem faradayschen Käfig absolute Abschirmung zuzusprechen
unter der Maßgabe der Supraleitung, halte ich doch für etwas
praxisfern.

Anders sieht es bei einem Supraleiter aus: Der ist ein perfekter
Diamagnet und verdrängt das Feld vollständig, jedenfalls solange
er supraleitend ist.

ACK. Nur glaube ich, dass Faraday damals noch nicht so viele
Supraleiter zur Verfügung hatte.

Grüße,


Björn

--
BOFH Excuse #113:

Root nameservers are out of sync

 

[Bjoern Schliessmann]

Michael Koch wrote:

Das ist falsch. Ein Faraday'scher Käfig schirmt nur
elektrostatische Felder absolut ab.

Na, aber magnetische Wechselfelder doch wohl auch.

Nein -- Wechselfelder werden nur gedämpft (außer du hast einen
Supraleiter als Käfig, und selbst dann wird nicht immer alles
abgeschirmt). CMIIW...

Grüße,


Björn

--
BOFH Excuse #121:

halon system went off and killed the operators.

 

[Bjoern Schliessmann]

Makus Grnotte wrote:

IMHO muss die Wellenlänge großer sein als der Durchmesser des
Lochs im Käfig, um abgeschirmt zu werden. (Siehe Fronttür jeder
Mikrowelle)

Die anschauliche Erklärung mit "Wellenlänge größer als
Lochdurchmesser" ist im Prinzip Unfug. Der Durchmesser sollte in
der Größenordnung von lambda sein; gute Dämpfung erreicht man mit
d < lambda/50 (z.B. bei Parabolantennen).

Grüße,


Björn

--
BOFH Excuse #150:

Arcserve crashed the server again.

 

[Uwe Hercksen]

Oliver Bartels schrieb:

Denn auch bei einer Koax-Leitung heben sich die Magnetfelder
weg, sogar selbst in der Praxis recht ordentlich.

Hallo,

da hatte doch mal jemand eine induktionsfreie Leitung patentiert,
schon 1884:
http://www.historische-telefone.de/hdaten/hdaten1.htm

Bye

 

[Oliver Bartels]

On Mon, 13 Feb 2006 11:05:06 +0100, Uwe Hercksen
<hercksen@mew.uni-erlangen.de> wrote:

da hatte doch mal jemand eine induktionsfreie Leitung patentiert,
schon 1884:
http://www.historische-telefone.de/hdaten/hdaten1.htm

Wobei die das nur beim Abschluss mit dem Wellenwiderstand
ist, beim Abschluß mit einem Kurzschluss sieht die Welt anders
aus, siehe mein Mathe-Beitrag. 1884 dürfte das Wissen über
den Wellenwiderstand (Telegraphengleichung, Heavyside)
noch kaum verbreitet gewesen sein.

Gruß Oliver

--
Oliver Bartels + Erding, Germany + obartels@bartels.de
http://www.bartels.de + Phone: +49-8122-9729-0 Fax: -10

 

[Oliver Bartels]

On Mon, 13 Feb 2006 20:19:56 +0100, "horst-d.winzler"
<horst.d.nospamwinzler@web.de> wrote:

Wir sprechen von 1mł Gebilde.
Dort sind ein- und abflißender Strom gleich. Somit kompensiert sich
das Feld. Induktivität somit gegen 0.
Wie kommst du darauf, daß das nicht so ist ?

Nack.

Siehe meine Rechnung im Posting
<os9uu19qdrhmc0v3kflcl1os5m33d45i11@4ax.com>.

Und siehe Experiment: Das Koaxkabel im Chart aus
<9iqsu1h4bvggblfu952fdbt55jsiabvk7c@4ax.com>
mit Kurzschluss-Abschluß zeigt an einer profanen LCR Messbrücke
ca. 1,4uH bei 1kHz. Gerade eben gemessen.
Glaub es oder nicht, aber es ist so.

Der Ausgleich funktioniert wegen der _begrenzten_Lichtgeschwindigkeit_
nur bei Abschluß mit dem Wellenwiderstand, bei Abschluß mit einem
Kurzschluß ergibt sich für sehr niedrige Frequenzen für den Verlauf
am Rand des Smith-Charts nahe 180 Grad Reflexion im Chart eine
konstante Induktivität (die aber natürlich, da konstant, in einem mit
sinkender Frequenz ebenfalls sinkendem Blindwiderstand resultiert
und am Ende bei fast DC bedeutungslos wird).

Für höhere Frequenzen ist die Formel komplizierter, der
(1-cos phi)/sin phi Term ist dann nicht mehr linear, graphisch sieht
man den Kreis im Smith Chart. Es folgt Hochohmigkeit bei der
Singularität 0 Grad Smith Chart, dann mit weiter steigender Frequenz
kapazitives Verhalten, dann wieder Kurzschluß und wieder induktives
Verhalten.

Die Lichtgeschwindigkeit wird gerne in ihrer Auswirkung unterschätzt.

Die Welt ist kompliziert, böse und gemein ;-)

Gruß Oliver

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Oliver Bartels + Erding, Germany + obartels@bartels.de
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