Unendlich lange Speiseleitungen

  • Heiko,


    Quote

    Original von DL2VER
    Bekanntermaßen (zumindest unterstelle ich mal, dass wir hier übereinstimmen) ist der Wellenwiderstand einer Leitung konstant ... Wie soll es jetzt bitte möglich sein, dass sich die Impedanz der Leitung, die von Dir mit Zo=U/I dargestellt wurde, ändert? Es ändert sich WEDER die Kapazität NOCH die Induktivität, wenn man eine Quelle anschließt.


    Du meinst sicher, wenn man eine LAST anschließt und diese an Zo fehlangepaßt ist. Die Antwort ist einfach: Zo der Leitung ändert sich überhaupt nicht ! Aber falls Reflexionen vorhanden sind überlagern sich die hinlaufenden und rücklaufenden Strom- und Spannungswellen, sodaß in dem Moment wo die Reflexion den Eingang der Leitung erreicht Z=U/I nicht mehr Zo entspricht (deshalb steht links vom Gleichheitszeichen jetzt Z anstatt Zo) , sondern bei DC unabhängig von der Leitungslänge exakt dem Lastwiderstand am Ausgang der Leitung. Aus der perspektive der hinlaufenden und der rücklaufenden Welle hat die Leitung aber nach wie vor einen Wellenwiderstand von Zo.


    Quote

    Original von DL2VER
    Sicher gibt es einen Ausgleichsvorgang bei Anschließen der Gleichspannungsquelle. Aber der Stromfluss hat nichts damit zu tun, dass der Wellenwiderstand der Quelle einen Ladungsträger (oder meinetwegen einen Energiequant) "entlockt". Tatsächlich würde der Strom auch in einen Kurzschluss fließen.


    Über einem Kurzschluß liegt bekanntlich die Spannung null und damit ist der Energiefluß P=U*I=0, womit der Quelle eben KEINE Energie entlockt werden kann. Im Gegensatz dazu ist der Wellenwiderstand Zo einer Leitung endlich und damit der Energiefluß > 0. Würdest Du an die Quelle eine Leitung mit (hypothetisch) unendlich hohem Zo anschließen, und diese Leitung mit einem endlichen Lastwiderstand abschließen, könntest Du bis zum jüngsten Tag darauf warten, daß dieser Lastwiderstand von der Quelle Energie erhält - wie sollte die Quelle überhaupt "erfahren", daß ein Lastwiderstand vorhanden ist ???


    Quote

    Original von DL2VER
    Liegt erstmal Gleichspannung an, misst man nichts mehr mit dem Ohmmeter (und das wird sich auch nicht ändern, wenn man es immer wieder behauptet).


    Da Du Tom mehr glaubst als mir, schau mal bitte nochmal aufmerksam auf sein Scope:


    http://www.qrpforum.de/attachment.php?attachmentid=1351


    Wenn Du recht hättest, dürften keine horizontalen Linien konstanter Spannung zu sehen sein, denn sie bedeuten konstanten Strom in die Leitung und damit konstantes Z=U/I.


    Quote

    Original von DL2VER
    Können wir uns bitte einigen, dass man mit DC-Ohmmetern keinen Wellenwiderstand vernünftig langer Leitungen messen kann und ansonsten wieder zum Tagesgeschäft zurückkehren?


    Du hast meine letzten Beiträge nicht gelsesen, in denen ich beschrieben habe, um was es hier wirklich geht. Deshalb nochmal ...


    Ich hatte Tom geschrieben:


    "Es geht nicht darum, ob unsere Ohmmeter und unsere Äuglein flink genug sind, den Wellenwiderstand einer Leitung zu messen. Es geht um die NATUR des Wellenwiderstandes, den Du als von Dir selbst angeführtes Beispiel als generell nicht mit einem Ohmmeter meßbares fiktives Ergebnis einer bloßen Modellvorstellung abgetan hast."


    Und ich hatte im letzten Beitrag geschrieben:


    "Und weshalb sind wir beim Thema Wellenwiderstand gelandet ? Weil Tom, DC7GB, steif und fest behautet, die Raumkapazität und Totkapazität aus dem Artikel von Landstorfer / Meinke seien als "bloße Modellvorstellung" unreal, genau so unreal wie der Wellenwiderstand einer Übertragungsleitung. Diese Interpretation ist selbstverständlich falsch, beide Kapzitäten sind zwar nicht im Speisepunkt der Antenne durch schaltungstechnische Maßnahmen getrennt voneinander beeinflußbar, aber sie sind auf der Antenne geometrisch lokalisierbar und genau dort durch konstruktive Maßnahmen getrennt voneinander beeinflußbar. Genau das haben Landstorfer / Meinke durch die Einbettung kurzer Strahler in ein Dielektrikum getan und in ihrem Artikel beschrieben, wovon sich jeder durch Nachlesen selbst überzeugen kann !"


    @ Tom, DC7GB:


    Zitat von DC7GB, 14.6.2007 15:57:


    "Selbst an einer unendlich langen, verlustlosen Leitung wirst du den Wellenwiderstand Z nicht mit einem Ohmmeter messen können, denn das Ohmmeter misst i.d.R. den stationären Zustand über das Anlegen einer während des Messvorgangs unveränderlichen Gleichspannung. Bei verlustbehafteten Leitungen misst du mit einem Ohmmeter allenfalls den sehr hochohmigen Querwiderstand, hervorgerufen durch Dielektrizitätsverluste"


    Zitat von DC7GB, 29.6.2007 10:24:


    "das man den Wellenwiderstand bei einer genügend langen Leitung (wir sprachen ja schon von 300000km Länge) mit dem Ohmmeter (man hat dann 2s Zeit) messen kann war gar nicht strittig."


    ist das Dein O-Ton, oder ist er es nicht (bitte nur mit JA oder NEIN beantworten) ?


    Und auch Du hast meine letzten Beiträge nicht gelesen, denn Du behauptest:


    Quote

    Original von DC7GB
    Es geht hier um ganz defizile DInge, wie z.B. ob man das in der Praxis für den OM auch nutzen kann (bisher keine Antwort), ob der Wellenwiderstand auch bei DC definiert ist, ob er "nur" eine (elektrotechnisch sehr gut funktionierende) Modellvorstellung ist, was eine Modellvorstellung überhaupt ist, ob die Raumkapazität C2 ein realer Kondensator ist, ob der Wellenwiderstand auch ein realer (nicht zu verwechseln mit reell!) Widerstand ist usw.


    All diese Fragen habe ich ausführlich beantwortet und in meinem letzten Beitrag einen wirklich gewichtigen Praxisbezug aufgezeigt. Ich frage mich aber langsam, ob Du meine Sprache verstehen kannst ...


    73
    Karl, DJ5IL

  • Hallo Ulrich,


    die Antwort lautet:


    zu a) 1. Satz richtig, 2. Satz falsch: Ersetze "nur" mit "auch", sowie ",nicht aber" durch "und".
    zu b) Bis zum Komma richtig. Der Rest ist unvollständig definiert. Sinngemäß aber richtig.
    zu c) stimmt mit den Korrekturen zu 1) und 2)!


    Zu den Zitaten: Selbstverständlich hat das da gestanden und es stimmt auch immer noch, denn ich schrieb auch das hier:


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    Original von DC7GB
    Dass man an einer nicht existierenden unendlichen Leitung mit einem tatsächlich existierenden Ohmmeter gar nicht messen kann, fällt euch gar nicht auf! So sehr seid ihr in eurer Vorstellung verbissen.


    Dazu


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    Original von DF4KV
    dann hätte ich gar keine Veranlassung gehabt, mich an dieser nervigen Diskussion [...] Jetzt auf einmal ist das also unstrittig!


    kann ich nur antworten: stimmt! Falsch ist: "Jetzt auf einmal..." Es war nie unstrittig und lag immer an den haltlosen Randbedingungen, die ihr für Praktiker angewendet habt. Nichts konnte euch leider davon abbringen, denn ihr habt nie auf die entsprechenden Antworten reagiert, sondern euch immer weiter in eure Anschauung rein gesteigert. Das führt auf diese immer noch unbeantwortete Frage hier zurück:


    Quote

    Original von DC7GB
    Aber ist das eine sinnvolle Messung (die Frage habt ihr auch nirgendwo beantwortet), die den OM in seiner Praxis etwas bringt? Ist das nicht reichlich sinnlos sich endlos über Dinge zu streiten, die unstrittig sind? Wie lange wollen wir so noch weiter machen? Ich weiss wirklich nicht mehr, was ihr noch von mir wollt!


    Zu meinem letzten Satz kommt mir eine blasse Ahnung:


    Quote

    Original von DK4KV
    Ich kann mich nur erneut wundern und empfehle auch den bisher so wohlwollend-gläubig folgenden Lesern, sich über DC7GBs "Diskussionskultur" nunmehr eine eigene Meinung zu bilden!


    Bis auf die sicher unnötige Vorabquaifizierung der Mitleser im ersten Teil möchte ich auch, dass sich jeder seine eine eigene Meinung bildet. Nur das zählt.


    karl: Die Antwort lautet 42.



    Alles jetzt klar? Dann jetzt zur Aufockerung mal eine Frage an alle (es gibt eine Lösung!) ;)


    Eine Batterie speist einen unbekannten Zweipol. Direkt am Zweipol liegt ein Voltmeter, dessen Zeiger 1V anzeigt. Der Strom wird auch mit so einem Messgerät zwischen Batterie und Zweipol gemessen. Das Gerät zeigt 1A. Ein Wattmeter zwischen Batterie und dem Rest der Schaltung zeigt aber 0W an. Was ist in dem Zweipol drin?


    Wer die Lösung schon vorab kennt, bitte lasst die anderen auch mal drüber nachdenken.


    Hinweis: Alle Messgeräte sind in Ordnung, haben Drehspulinstrumente und einen zu vernachlässigenden Eigenverbrauch (Voltmeter Ri=100kOhm/V, Amperemeter Ri=1mOhm, Wattmeter entsprechend) und enthalten keine Trickschaltungen. Man kann das tatsächlich aufbauen, man braucht keine unendlichen Leitungen dazu und man kann Leute damit verblüffen.

  • Hallo OM's
    Ihr mögt ja alle Recht haben, aber wer kann sich schon eine Speiseleitung die sagen wir mal länger als 20-30m ist leisten. Insofern ist das doch reine Streiterei um des Kaisers Bart.
    Peter, DL2FI, du als Hausherr solltest den Thread schließen bevor es ausartet wie weiland auf der Mailingliste.


    72 Wolf, DL2WRJ

  • Quote

    Original von DJ5IL


    Zo der Leitung ändert sich überhaupt nicht !


    Genau das meine ich ja.


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    Original von DJ5IL
    Aber falls Reflexionen vorhanden sind...


    ... ist die Leitung eben nicht mehr unendlich lang.


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    Original von DJ5IL


    Über einem Kurzschluß liegt bekanntlich die Spannung null und damit ist der Energiefluß P=U*I=0, womit der Quelle eben KEINE Energie entlockt werden kann.


    Da stimme ich Dir nicht zu. Zunächst ist P=U*I die Leistung und nicht die Energie.
    Außerdem schließt der Kurzschluss die Quelle kurz. Die hat aber einen Innenwiderstand, der den Kurzschlusstrom begrenzt. Somit gibt es also auch eine Leistung und einen Energiefluss. Die Energie, die umgesetzt wird, ist gleich I²*Ri*t. Kannst Du leicht prüfen: Schließ mal eine Batterie kurz. Die Energie erwärmt die Batterie, auch wenn Dein Kurzschluss so niederohmig ist, dass er kalt bleibt. Wozu bräuchten wir auch sonst kurzschlussfeste Netzteile, wenn das Netzteil einfach keine Energie mehr abgeben würde, wenn ein anständiger Kurzschluss anliegt.


    Quote

    Original von DJ5IL
    Würdest Du an die Quelle eine Leitung mit (hypothetisch) unendlich hohem Zo anschließen, und diese Leitung mit einem endlichen Lastwiderstand abschließen, könntest Du bis zum jüngsten Tag darauf warten, daß dieser Lastwiderstand von der Quelle Energie erhält - wie sollte die Quelle überhaupt "erfahren", daß ein Lastwiderstand vorhanden ist ???


    Das hat ja wohl eher damit zu tun, dass ich bei so einem Experiment schlicht GAR NICHTS an die Quelle anschließen würde. Jedes andere Verhalten würde die Energieübertragung revolutionieren.


    Quote

    Original von DJ5IL


    Da Du Tom mehr glaubst als mir, schau mal bitte nochmal aufmerksam auf sein Scope:
    http://www.qrpforum.de/attachment.php?attachmentid=1351
    Wenn Du recht hättest, dürften keine horizontalen Linien konstanter Spannung zu sehen sein, denn sie bedeuten konstanten Strom in die Leitung und damit konstantes Z=U/I.


    Das ist kein Widerspruch, zu dem was ich schrieb. Wir reden hier von einem Ausgleichsvorgang, der ist aber NICHT mit einer angelegten DC-Spannung vergleichbar. Der Vorgang entsteht durch das Anlegen, nicht dadurch weil es eine DC-Quelle ist.


    < Rest lasse ich mal weg. Nicht weil ich keine Lust habe drüber zu diskutieren, sondern aus Zeitgründen>


    Quote

    Original von DJ5IL
    Ich hatte Tom geschrieben:
    "Und weshalb sind wir beim Thema Wellenwiderstand gelandet ? Weil Tom, DC7GB, steif und fest behautet, die Raumkapazität und Totkapazität aus dem Artikel von Landstorfer / Meinke seien als "bloße Modellvorstellung" unreal, genau so unreal wie der Wellenwiderstand einer Übertragungsleitung.


    Also wenn ich das jetzt alles so richtig bewerte, hat Tom damit GEMEINT, dass es sich bei einer solchen Modellvorstellung nicht um konzentrierte Schaltelemente handelt, die ich mit dem LCR-Meter mal eben so messen kann. Damit hat er zweifelsfrei recht. Dass er statt es so auszudrücken, den Begriff unreal verwendet hat, ist vielleicht unglücklich, aber deshalb gleich ein solches Fass aufzumachen, ist vielleicht nicht wirklich angemessen.


    73 de Heiko, DL2VER

  • Also mir ist das Wurscht, ich nutze bei meinen Speiseleitungen das Ohmmeter zum Messen ob ich einen Kurzschluß fabriziert habe.
    Nun weiß ich aber, dass da noch etwas anderes passiert, was mir nicht so aufgefallen ist, weil mein Ohmmeter das nicht anzeigt, weil die Speiseleitungen zu kurz sind. Insofern waren die Ausführungen sicher wertvoll.
    Nun geht es hin und her und aus welchem Blickwinkel oder mit welcher Genauigkeit das Betrachtet wird gibt es andere Antworten. Den Thread zu schließen halte ich für falsch, da der Ton noch normal ist. Sollte es beleidigend werden, dann ist es aber nötig. Ansonsten mögen die Beteiligten unendlich weitermachen. Wer es nicht lesen will, der kann es ja lassen.
    Zensur fände ich nicht gut.

  • Hallo Heiko,

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    Original von DL2VER



    Da stimme ich Dir nicht zu. Zunächst ist P=U*I die Leistung und nicht die Energie.


    Etwas anderes steht dort auch nicht: Energiefluß==Leistung.


    Quote

    Außerdem schließt der Kurzschluss die Quelle kurz. Die hat aber einen Innenwiderstand, der den Kurzschlusstrom begrenzt. Somit gibt es also auch eine Leistung und einen Energiefluss. Die Energie, die umgesetzt wird, ist gleich I²*Ri*t. Kannst Du leicht prüfen: Schließ mal eine Batterie kurz. Die Energie erwärmt die Batterie, auch wenn Dein Kurzschluss so niederohmig ist, dass er kalt bleibt. Wozu bräuchten wir auch sonst kurzschlussfeste Netzteile, wenn das Netzteil einfach keine Energie mehr abgeben würde, wenn ein anständiger Kurzschluss anliegt.


    Der einzige Energiefluß, der bei Deiner kurzgeschlossenen Quelle stattfindet, ist die (hoffentlich ausreichende) Wärmeabgabe nach draußen, aber darum geht's hier nicht.



    Quote

    Original von DJ5IL


    Da Du Tom mehr glaubst als mir, schau mal bitte nochmal aufmerksam auf sein Scope:
    http://www.qrpforum.de/attachment.php?attachmentid=1351
    Wenn Du recht hättest, dürften keine horizontalen Linien konstanter Spannung zu sehen sein, denn sie bedeuten konstanten Strom in die Leitung und damit konstantes Z=U/I.


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    Das ist kein Widerspruch, zu dem was ich schrieb. Wir reden hier von einem Ausgleichsvorgang, der ist aber NICHT mit einer angelegten DC-Spannung vergleichbar. Der Vorgang entsteht durch das Anlegen, nicht dadurch weil es eine DC-Quelle ist.


    Die Bilder würden sich aber grundsätzlich nicht verändern, wenn man Zeiten und Kabellänge um den Faktor 10 oder 100 nach oben skalieren würde..


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    Also wenn ich das jetzt alles so richtig bewerte, hat Tom damit GEMEINT, dass es sich bei einer solchen Modellvorstellung nicht um konzentrierte Schaltelemente handelt, die ich mit dem LCR-Meter mal eben so messen kann.


    Man sollte sich klarmachen, daß der Wellenwiderstand eben gerade keine Modellvorstellung, sondern genau durch das Verhältnis von Spannung zu Stromstärke definiert ist, das man auf einer Leitung mißt, wenn dort eine Welle in nur einer Richtung läuft. Manche Amateurfunkbücher (der Rothammel zum Glück nicht) beginnen mit dem Leitungsersatzmodell, aus dem sie den Wellenwiderstand definieren, der damit dann natürlich auch scheinbar zu einer "Modellvorstellung" wird. Auch der Resonanzwiderstand eines Schwingkreises ist aber ja kein Modell, sondern ein realer Meßwert, der auf der Resonanzfrequenz mit Strom- und Spannungsmessung ermittelt wird. Die Modelle kommen später ins Spiel, z. B., wenn man sich den realen Schwingkreis mit Spule und Kondensator als Reihenschaltung aus je einem idealen C, L, R -Bauteil vorstellt, und analog sieht es mit der Leitungsersatzschaltung aus. Im Unterschied dazu ist z. B. der Innenwiderstand einer Spannungsquelle nur ein fiktives vereinfachtes Modell, das nur für eine Frequenz und für eine Amplitude gilt (man bräuchte unendlich viele "Innenwiderstände", um die reale Quelle genau zu beschreiben). Der reale Leitungs-Wellenwiderstand ist zwar i. a. frequenz-, aber (hoffentlich) nicht amplitudenabhängig.


    73
    Ulrich, DF4KV

  • Hallo Ulrich,


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    Original von DJ5IL


    Die Bilder würden sich aber grundsätzlich nicht verändern, wenn man Zeiten und Kabellänge um den Faktor 10 oder 100 nach oben skalieren würde..


    Das stimmt insofern, dass wegen der endlichen Lichtgeschwindigkeit der Ausgleichsvorgang eben länger dauert, wenn die Leitung länger wird. Im Extremfall der unendlich langen Leitung dauert der Vorgang unendlich lang und man hat Zeit, in aller Ruhe mit einem Ohmmeter (dann auch einem "normalen"), den Wellenwiderstand zu messen. Leider gibt es so eine Leitung nicht.


    Quote

    Original von DJ5IL
    Man sollte sich klarmachen, daß der Wellenwiderstand eben gerade keine Modellvorstellung, sondern genau durch das Verhältnis von Spannung zu Stromstärke definiert ist, das man auf einer Leitung mißt, wenn dort eine Welle in nur einer Richtung läuft.


    Da hast Du recht, das gilt für jeden Punkt der Leitung und das Ergebnis ist genau das von mir beschriebene, nämlich Z = sqrt (L/C). Jedenfalls wenn man die ohmschen Verluste der Leitung vernachlässigt.


    73 de Heiko, DL2VER

  • Heiko,


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    Original von DL2VER
    Liegt erstmal Gleichspannung an, misst man nichts mehr mit dem Ohmmeter ... Das ist kein Widerspruch, zu dem was ich schrieb. Wir reden hier von einem Ausgleichsvorgang, der ist aber NICHT mit einer angelegten DC-Spannung vergleichbar. Der Vorgang entsteht durch das Anlegen, nicht dadurch weil es eine DC-Quelle ist ... Das stimmt insofern, dass wegen der endlichen Lichtgeschwindigkeit der Ausgleichsvorgang eben länger dauert, wenn die Leitung länger wird. Im Extremfall der unendlich langen Leitung dauert der Vorgang unendlich lang und man hat Zeit, in aller Ruhe mit einem Ohmmeter (dann auch einem "normalen"), den Wellenwiderstand zu messen. Leider gibt es so eine Leitung nicht.


    ... Deine Vorstellung von einem "Ausgleichsvorgang" ist nicht zutreffend, denn es gleicht sich nichts aus. Und auch wenn die Gleichspannung anliegt, messe ich noch Zo mit dem Ohmmeter, und zwar genau so lange bis ggf. eine Reflexion am Eingang der Leitung eintrifft. Eine Leitung präsentiert der Quelle zunächst den Wirkwiderstand Zo, der die Leitung als Absorber von Energie beschreibt. Durch den nun stattfindenden Energiefluß wird die Leitung aber nicht einfach nur mit Energie aufgeladen, sondern es bleibt außerdem die Signalform des Eingangssignals erhalten. Wenn ich also DC anlege fließt DC in die Leitung und wenn ich AC anlege fließt AC in die Leitung. Die Zeitspanne, während der ich am Eingang der Leitung Zo direkt messen kann, ist absolut unabhängig von der Signalform, also absolut unabhängig davon ob ich mit DC (z.B. Ohmmeter oder der Versuch mit dem Scope) oder mit AC messe ! Schließlich wird die zwischengespeicherte Energie irgendwann an einen Verbraucher abgegeben, und zwar in der ursprünlichen Signalform ! Im einfachsten Fall geschieht das, wenn der Energiestrom den an Zo angepaßten Lastwiderstand erreicht. Aber was geschieht, wenn das Leitungsende z.B. offen ist ?


    Denken wir uns ein 150000 Km langes ideales, also verlusfreies, Coaxialkabel mit Verkürzungsfaktor 1.0 und Zo = 50 Ohm am Ausgang eines SSB-Senders. Ja ja, ich weiß schon, ein ziemlich langes und ideales Teil, aber denken dürfen wir es uns ja ;>) Nehmen wir an, ein ins Mikrofon gesprochenes "CQ" dauert 1 Sekunde. Wenn das "C" gerade ausgesprochen ist, hat sein Anfang gerade das offene Leitungsende erreicht und wird reflektiert. Wenn das "Q" ausgesprochen ist, hat die Reflexion den Kabeleingang erreicht und signalisiert dem Sender mit einem betraglich unendlich hohen Z, daß kein Lastwiderstand am Leitungsende angeschlossen ist, woraufhin der Sender seine Ausgangsleistung auf 0 reduziert. Genau zu dem Zeitpunkt klemmen wir das Coaxkabel ab, rollen es auf und legen es in unsere große Schublade. Am anderen Tag nehmen wir die Rolle aus der Schublade und klemmen ein Leitungsende an den Speisepunkt unserer Sendeantenne. Die Leitung gibt den gespeicherten Enegiestrom in der usrprünglichen Signalform an die Antenne ab, welche das "CQ" schließlich abstrahlt. Einziges Problem: Es könnte leicht ein "QC" daraus werden ... Und genauso könnte ich dieses Coaxialkabel als 12V-Akku mit 50 Ohm Innenwiderstand benutzen, indem ich für 1 Sekunde 12V Gleichspannung anlege und es dadurch mit einer Energiemenge von 2.88 Ws auflade.


    73
    Karl, DJ5IL

  • Hallo allerseits,


    offensichtlich gibt es nicht nur unendlich lange Speiseleitungen sondern auch unendlich lange Geschichten ;)


    _____________________
    vy 73 de DC0VD, Winfried