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[quote="ML"]Hallo, [quote="Ralf800"] Oder sind es elektromagnetische Felder, die den Draht zum Glühen bringen? [/quote] Wenn das elektrische Feld von außen aus in den Leiter eindringt, werden Ladungen beschleunigt. Die Ladungen wechselwirken mit den Atomen im Gitter und geben dabei Energie ab. Dadurch heizt sich der Draht auf und glüht. Das bedeutet: Die Energie kommt aus dem elektromagnetischen Feld, es heizt den Draht aber indirekt mithilfe der Elektronen. Viele Grüße Michael[/quote]
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Myon
Verfasst am: 28. Aug 2024 13:57
Titel:
@ML, Kurt:
Vielen Dank für Eure Erklärungen! Zumindest die Rolle des Koaxialkabels habe ich, glaube ich, nun verstanden.
ML
Verfasst am: 28. Aug 2024 01:07
Titel:
Hallo,
Kurt hat Folgendes geschrieben:
Das ist auch der Grund warum die Signalgeschwindigkeit auf dem Kabel nur ca. 66% von der LG ist.
Die verringerte Signalgeschwindigkeit entlang des Kabels im Vergleich zu c kommt letztlich durch das Dielektrikum zustande. Die elektromagnetische Welle breitet sich ja zwischen Seele und Schirmung im Dielektrikum aus. Die im Material herrschende Lichtgeschwindigkeit beträgt
.
Viele Grüße
Michael
ML
Verfasst am: 28. Aug 2024 00:52
Titel:
Hallo,
Myon hat Folgendes geschrieben:
So wie ich es verstanden habe, hat ML/Michael in seinem Versuchsaufbau ja Koaxialkabel verwendet, und trotzdem mass er nicht die angesichts der Leitungslänge zu erwartende Verzögerung.
Ja, aber ich habe sie in einer untypischen Weise verwendet.
Normalerweise würde man ja eine Spannung an dem einen Ende des Koaxialkabels anlegen und am anderen Ende (nach der Verzögerungszeit) messen.
Ich habe aber das rechte Koaxiaklabel (Hin- und Rückweg zusammen) genutzt, um den Pluspol mit dem rechten Anschluss der Lampe zu verbinden und das linke Koaxialkabel (auch Hin- und Rückweg zusammen), um den Minuspol mit dem rechten Anschluss der Lampe zu verbinden.
Der Strom hat sich jedoch weder rechts noch links 100%ig an das Drehbuch gehalten. Er ist also nicht bloß brav zum Kabelende und wieder zurück gelaufen (wie man sich das vielleicht so vorstellt: ein Elektron schubst das nächste an), sondern er musste ja auch noch die Kabelkapazität aufladen.
Mit dem Aufladen der Kabelkapazität hat sich jedoch auch automatisch eine Gegenladung am gegenüberliegenden Kabel angesammelt.
In gewisser Weise kann man also (wie Kurt es auch beschreibt) sagen, dass der Strom die Abkürzung über die Kabelkapazität genommen hat -- zumindest der Teil, der "sofort" an der Lampe ankommt.
Der Strom, der nicht in die Kabelkapazität geflossen ist, musste darüber hinaus auch noch den Induktivitätsbelag der Leitung überwinden, um zum Kabelende zu kommen, was zu Verzögerungen führt.
Diese ganze (recht vage) Prosa kann man vielleicht so zusammenfassen, dass sich aus Sicht der Lampe innerhalb der ersten 88ns* keines der Koaxialkabel von einem 50-Ohm-Widerstand unterscheiden ließ** (siehe erstes Bild unten).
Mit dem Schließen des Schalters wurde letztlich aber auch eine Spannungswelle in beiden Kabeln angeregt. Beide Spannungswellen liefen jeweils bis zum Ende des Koaxialkabels, wurden dort reflektiert und kamen von beiden Seiten gleichzeitig nach 88 ns wieder zurück. An der Inhomogenität (gemeint ist der Lampenwiderstand) wurden diese Wellen dann aufgespaltet in einen reflektierten Anteil, einen transmittierten Anteil und einen in Wärme dissipierten Anteil. Die transmittierten bzw. reflektierten Anteile liefen dann wieder in Richtung auf die Kabelenden zu und kamen nach 88 ns wieder zurück usw. Daher passiert jeweils nach 88 ns etwas Neues.
Zitat:
Bei nicht abgeschirmten Drähten hätte ich mich gefragt, ob man die geraden Leitungen quasi als Antennen auffassen könnte.
Nein, es geht hier um Wellenleiter, nicht um Antennen.
Entscheidend ist hierbei der Wellenwiderstand, d. h. das Verhältnis aus Kapazitäts- und Induktivitätsbelag der Leitung:
https://de.wikipedia.org/wiki/Wellenwiderstand#Definition_des_Leitungswellenwiderstandes_bei_der_allgemeinen_L%C3%B6sung_der_Leitungsgleichungen
Dieser ist bei meinem Aufbau deutlich geringer (50 Ohm) als bei dem riesigen Veritasium-Experiment (schätzungsweise im kOhm-Bereich). Bei Veritasium kommt nach der Zeit 1m/c daher nur ein viel kleinerer Anteil der Leistung beim Widerstand an als bei mir nach meinen vielleicht 5 cm/c, so dass es bei Veritasium eine größere Anzahl an Reflexionen am Kabelende braucht, bis sich die Spannung komplett aufgebaut hat. Aber im Prinzip funktionieren beide Aufbauten sehr ähnlich.
Zitat:
-das wurde glaube ich bereits früher einmal, als es um das erste Video ging, thematisiert: was geschieht, wenn zwischen Batterie und Lampe eine Abschirmung ist?
Meinst du etwa so etwas wie ein geerdetes Blech?
Dann wird der Wellenwiderstand der Leitung in dem Bereich der Abschirmung anders sein als auf der restlichen Strecke zum Mond. Das macht die Anordnung komplizierter (mehr Stellen mit Wellenreflexion- und Transmission), aber im Prinzip ändern sich nur Details.
Denn eines bewirkt die Abschirmung m. E. nicht: eine komplett Abschirmung. Die Kapazitätsbelag ist dann eben eine Reihenschaltung aus "Kapazitätsbelag zwischen unterem Leiter mit Erde" und "Kapazitätsbelag zwischen Erde und oberem Leiter".
Zitat:
-was ist, wenn die Leiter z.B. in grossen Halbkreisen o.ä. verlaufen, ist das ohne Einfluss?
Nein, das hat sicher auch einen Einfluss. Du hast dann einen stetig veränderlichen Kapazitätsbelag zwischen den Leitungen. Mein Bauchgefühl sagt, dass die Wellen dann zwar vielleicht nicht "überall" reflektieren, aber ich denke, die rechteckigen Stufen werden anders aussehen.
Viele Grüße
Michael
* Auf 10 m Koaxialkabel habe ich eine Verzögerungszeit von 44 ns gemessen. Das ergibt für Hin- und Rückweg eine Verzögerungszeit von 88 ns.
** Der Sorgfalt halber habe ich die Streifenleitung auf der Platine auch so ausgelegt, dass ihr Wellenwiderstand 50 Ohm beträgt (gleicher Wert wie beim Koaxialkabel). Das verringert die Reflexionen der Wellen beim Übergang zwischen Platine und Koaxialkabel. Beachte auch die jeweiligen hochohmigen Verstärker mit dem Verstärkungsfaktor 1. Sie verhindern, dass ein Teil der Energie auf die Leitungen zum Oszilloskop abgeleitet wird. Diese Verstärker hatte ich mir im ersten Entwurf sparen wollen mit der Konsequenz, dass ich ein großes Durcheinander gemessen habe.
Kurt
Verfasst am: 27. Aug 2024 22:54
Titel:
Myon hat Folgendes geschrieben:
Kurt hat Folgendes geschrieben:
Hallo Ralf,
nimm anstatt der offenen Leitungen Coaxkabel, dann hast du deine Verzögerung.
So wie ich es verstanden habe, hat ML/Michael in seinem Versuchsaufbau ja Koaxialkabel verwendet, und trotzdem mass er nicht die angesichts der Leitungslänge zu erwartende Verzögerung.
Halt-Stop, da gibts was zu klären.
Michael hat Coax verwendet, aber nicht so wie du es dir wohl gerade vorstellst oder wie ich es mit meinem Hinweis meine.
Ich betrachte nur eine Seite, also T1, die linke in seinem Bild. (und schiebe gedanklich das Massezeichen zum Minuspol rüber.
Michale hat nur ein Kabel verwendet, eins das nicht rundrum ging und wie ein Rohr funktioniert aus dem nichts raus kann, sondern einen langen Kondensator von dem ein Pol zur Signalquelle zeigt, der andere zum Widerstand, zusätzlich wird auch die Kabelfunktion angestossen und die Laufzeiten ergeben die Treppe im Plot. (er hat den Schirm und den Innenleiter verwendet)
Betrachten wir nur den Kondensator des Kabels, pro Meter beträgt er ca. 100 pF.
Kommt nun die Spannung von der Spannungsquelle dann ist dieser Kondensator wirksam, er bringt die ersten 0,2V am R1 zustande.
Gleichzeitig läuft die Spannungsflanke in das Kabel hinein und ergibt, nachdem es zurückgekommen ist, den Anstig der Spannung am Widerstand, die 0,5V
Das was sofort am Widerstand ankommt hat nicht den Weg über die Leitung genommen, sondern über den Kondensator, die 100 pF/m.
Wenn du diesen Kondensator wegnimmst, (geschirmtes Kabel) das Signal über die lange Strecke laufen lässt, dann stellt sich die Verzögerung ein.
Hier in dieser Schaltung nicht weil der Kondensator ja die Flanke direkt an den Widerstand bringt.
Um den Kondensator wegzubringen ist der Schirm des Coaxkabels zu erden und nur der Innenleiter zu benutzen.
Die 100 pF/m erfüllen dann den Zweck für den sie gedacht sind, nämlich die 50 Ohm Scheinwiderstand des RG58 zu bilden.
Das ist auch der Grund warum die Signalgeschwindigkeit auf dem Kabel nur ca. 66% von der LG ist.
Kurt
Qubit
Verfasst am: 27. Aug 2024 21:45
Titel:
Myon hat Folgendes geschrieben:
Kurt hat Folgendes geschrieben:
Hallo Ralf,
nimm anstatt der offenen Leitungen Coaxkabel, dann hast du deine Verzögerung.
Kurt
So wie ich es verstanden habe, hat ML/Michael in seinem Versuchsaufbau ja Koaxialkabel verwendet, und trotzdem mass er nicht die angesichts der Leitungslänge zu erwartende Verzögerung. Bei nicht abgeschirmten Drähten hätte ich mich gefragt, ob man die geraden Leitungen quasi als Antennen auffassen könnte. Aber bei abgeschirmten Koaxialkabeln ist das ja nicht möglich.
Ich zweifle die Versuchsergebnisse im Video sicher nicht an. Aber für mich stellen sich noch verschiedene, vielleicht blöde Fragen:
-das wurde glaube ich bereits früher einmal, als es um das erste Video ging, thematisiert: was geschieht, wenn zwischen Batterie und Lampe eine Abschirmung ist? Was, wenn zwischen den geraden Leitern eine Abschirmung ist? OK, angesichts der Koaxialkabel sollte das letztere wohl keine Rolle spielen.
-was ist, wenn die Leiter z.B. in grossen Halbkreisen o.ä. verlaufen, ist das ohne Einfluss?
Also wie ich es verstehe, sind bei einem Stromkreis mit Quelle und Verbraucher folgende Fälle denkbar:
(1) Verlustlose Leitung (P=0)
Der Poynting-Vektor folgt der Leitung (Hin und Zurück) parallel von der Quelle zum Verbraucher. Die Leitungen sind so eine Art "Führung" der Energie.
(2) Verlustbehaftete Leitung (P != 0)
Der Poynting-Vektor hat einen Anteil in Richtung zum Inneren der Leitungen (von der Quelle zum Verbraucher). Dieser Anteil macht dann die Verlustleistung aus und führt zur Joule'schen Wärme.
Myon
Verfasst am: 27. Aug 2024 21:15
Titel:
Kurt hat Folgendes geschrieben:
Hallo Ralf,
nimm anstatt der offenen Leitungen Coaxkabel, dann hast du deine Verzögerung.
Kurt
So wie ich es verstanden habe, hat ML/Michael in seinem Versuchsaufbau ja Koaxialkabel verwendet, und trotzdem mass er nicht die angesichts der Leitungslänge zu erwartende Verzögerung. Bei nicht abgeschirmten Drähten hätte ich mich gefragt, ob man die geraden Leitungen quasi als Antennen auffassen könnte. Aber bei abgeschirmten Koaxialkabeln ist das ja nicht möglich.
Ich zweifle die Versuchsergebnisse im Video sicher nicht an. Aber für mich stellen sich noch verschiedene, vielleicht blöde Fragen:
-das wurde glaube ich bereits früher einmal, als es um das erste Video ging, thematisiert: was geschieht, wenn zwischen Batterie und Lampe eine Abschirmung ist? Was, wenn zwischen den geraden Leitern eine Abschirmung ist? OK, angesichts der Koaxialkabel sollte das letztere wohl keine Rolle spielen.
-was ist, wenn die Leiter z.B. in grossen Halbkreisen o.ä. verlaufen, ist das ohne Einfluss?
TomS
Verfasst am: 27. Aug 2024 17:05
Titel:
Ralf800 hat Folgendes geschrieben:
Vielen Dank für die Antworten. Die Videos und eure Erklärungen haben mir weitergeholfen. Ich bin mir nur nicht sicher, ob das wirklich stimmt, da es kein einziges Video von deutschen Physikern gibt, die das bestätigen.
Das ist das Problem der deutschen Physiker – und teilweise der deutschen Wikipedia.
Es gibt gute englische Videos, aber wie immer, auch da ist es als Laie schwierig, Kompetenz von gut gemachtem Schwachsinn zu unterscheiden.
Trotzdem, an englischen Beiträgen führt oft kein Weg vorbei.
Kurt
Verfasst am: 27. Aug 2024 13:40
Titel:
Ralf800 hat Folgendes geschrieben:
Vielen Dank für die Antworten. Die Videos und eure Erklärungen haben mir weitergeholfen. Ich bin mir nur nicht sicher, ob das wirklich stimmt, da es kein einziges Video von deutschen Physikern gibt, die das bestätigen.
Leider gibt es zu viele Videos, die - wie soll ich es ausdrücken - Blödsinn sind. Die Erde ist ja auch keine Scheibe, hoffe ich.
Aber das ist ein anderes Thema.
Solange ich nichts Gegenteiliges höre, gehe ich davon aus, dass die Beschreibung im Video richtig ist, weil anders hätte ich mir das nicht erklären können.
Vielen Dank noch mal.
Ralf
Hallo Ralf,
nimm anstatt der offenen Leitungen Coaxkabel, dann hast du deine Verzögerung.
Kurt
.
Ralf800
Verfasst am: 27. Aug 2024 12:27
Titel:
Vielen Dank für die Antworten. Die Videos und eure Erklärungen haben mir weitergeholfen. Ich bin mir nur nicht sicher, ob das wirklich stimmt, da es kein einziges Video von deutschen Physikern gibt, die das bestätigen.
Leider gibt es zu viele Videos, die - wie soll ich es ausdrücken - Blödsinn sind. Die Erde ist ja auch keine Scheibe, hoffe ich.
Aber das ist ein anderes Thema.
Solange ich nichts Gegenteiliges höre, gehe ich davon aus, dass die Beschreibung im Video richtig ist, weil anders hätte ich mir das nicht erklären können.
Vielen Dank noch mal.
Ralf
TomS
Verfasst am: 27. Aug 2024 09:46
Titel:
Hat jemand Lust, dazu mal einen FAQ-Beitrag zu schreiben?
TomS
Verfasst am: 27. Aug 2024 09:00
Titel:
Nobby1 hat Folgendes geschrieben:
Der Draht in der Lampe ist sehr dünn. Die Elektronen müssen sich da durchquetchen. Dadurch erwärmt er sich bis zum Glühen.
Das ist korrekt.
|ch hat Folgendes geschrieben:
ich dachte immer die Energie wird durch das elektromagnetische Feld übertragen …
Das ist ebenfalls korrekt.
Deswegen:
ML hat Folgendes geschrieben:
Wenn das elektrische Feld von außen aus in den Leiter eindringt, werden Ladungen beschleunigt *. Die Ladungen wechselwirken mit den Atomen im Gitter und geben dabei Energie ab. Dadurch heizt sich der Draht auf und glüht.
Das bedeutet: Die Energie kommt aus dem elektromagnetischen Feld, es heizt den Draht aber indirekt mithilfe der Elektronen.
* im Falle von Gleichstrom: die Elektronen geben Energie ab, die jedoch vom Feld nachgeliefert wird; es entsteht ein stationärer Zustand.
Die Situation unterscheidet sich etwas zwischen Gleichstrom und Wechselstrom, das Prinzip ist aber immer das selbe.
Im Falle von Gleichstrom ist klar, dass aufgrund der konstanten Stromstärke
und bei deswegen (für entlang des Stromkreises identische Beschaffenheit des Drahtes) konstante Geschwindigkeit und kinetische Energie der Elektronen
die für die Temperaturzunahme plus Wärmestrahlung des Drahtes notwendig Wärme Q mit
eines weiteren Mechanismus für den Energietransport bedarf; dies leistet das elektromagnetische Feld. Der Energiefluss wird durch den Poynting-Vektor beschrieben.
https://en.wikipedia.org/wiki/Poynting_vector#Resistive_dissipation
Kurt
Verfasst am: 25. Aug 2024 14:58
Titel:
ML hat Folgendes geschrieben:
Hallo,
Kurt hat Folgendes geschrieben:
Mein Uralt LTS auf Win7 macht Zicken:
-----------------------
WARNING: Node N001 is floating.
WARNING: Node N004 is floating.
das kann ich leider nicht sagen. Bei meiner LTSpice-Version von 2023 klappt alles.
Eine Idee hätte ich aber:
Die Nodes N001 und N004 sind die Nodes am Ende des Leiters.
Anscheinend weiß LTSpice nicht, welches Potential es dort zum Beginn der Simulation annehmen soll.
Verbinde die (kurzgeschlossenen) Enden des Koaxialleiters versuchsweise mal über einen hohen Widerstand (z. B. 1MEG) mit Masse. Dieser Widerstand sollte an der Simulation kaum etwas ändern; das Floaten dürfte aber entfallen. Solche Geschichten muss man ja auch machen, wenn man zwei Kondensatoren in Reihe schaltet.
Passt perfekt, danke, läuft von 8 mA bis 40 mA.
Kurt
ML
Verfasst am: 25. Aug 2024 14:26
Titel:
Hallo,
Kurt hat Folgendes geschrieben:
Mein Uralt LTS auf Win7 macht Zicken:
-----------------------
WARNING: Node N001 is floating.
WARNING: Node N004 is floating.
das kann ich leider nicht sagen. Bei meiner LTSpice-Version von 2023 klappt alles.
Eine Idee hätte ich aber:
Die Nodes N001 und N004 sind die Nodes am Ende des Leiters.
Anscheinend weiß LTSpice nicht, welches Potential es dort zum Beginn der Simulation annehmen soll.
Verbinde die (kurzgeschlossenen) Enden des Koaxialleiters versuchsweise mal über einen hohen Widerstand (z. B. 1MEG) mit Masse. Dieser Widerstand sollte an der Simulation kaum etwas ändern; das Floaten dürfte aber entfallen. Solche Geschichten muss man ja auch machen, wenn man zwei Kondensatoren in Reihe schaltet.
Ich habe auch gerade bemerkt, dass ich GND an den Pluspol der Spannungsquelle gelegt habe. Das dürfte nicht das Problem sein, ist aber hässlich.
Viele Grüße
Michael
Kurt
Verfasst am: 25. Aug 2024 13:21
Titel:
ML hat Folgendes geschrieben:
Hallo,
anbei die Draft-Datei. Sie muss noch entpackt werden (unzip). Ohne das Zippen bekomme ich die Datei nicht durch die Forenfilter.
Was die Stromstärke angeht: Ich habe die Spannung an R1 dargestellt. Das geht in LTSPice, indem man die Differenz der Potentiale links und rechts vom Widerstand bildet (V(n002)-V(n003)). Die Kurvenform der Stromstärke ist damit identisch.
Mein Uralt LTS auf Win7 macht Zicken:
-----------------------
WARNING: Node N001 is floating.
WARNING: Node N004 is floating.
.OP point found by inspection.
Singular matrix: Check node t2#int2
Iteration No. 1
Fatal Error: Singular matrix: check node t2#int2
Iteration No. 1
This circuit has floating nodes.
-------------------------
Was kann ich tun? (hab schon lange nichts mehr damit gemacht und vieles vergessen)
Kurt
ML
Verfasst am: 25. Aug 2024 09:44
Titel:
Hallo,
anbei die Draft-Datei. Sie muss noch entpackt werden (unzip). Ohne das Zippen bekomme ich die Datei nicht durch die Forenfilter.
Was die Stromstärke angeht: Ich habe die Spannung an R1 dargestellt. Das geht in LTSPice, indem man die Differenz der Potentiale links und rechts vom Widerstand bildet (V(n002)-V(n003)). Die Kurvenform der Stromstärke ist damit identisch.
Viele Grüße
Michael
Kurt
Verfasst am: 25. Aug 2024 09:34
Titel:
ML hat Folgendes geschrieben:
Im Anhang ein simuliertes Beispiel.
Hallo Michael, schönes Beispiel.
(bringt mich auf die Idee wie man einen Dipol leichter "erklären" könnte.
Kannst du das asc-File einstellen?
Und ev. den Strom durch R1 darstellen.
Kurt
ML
Verfasst am: 25. Aug 2024 00:00
Titel:
Hallo,
Kurt hat Folgendes geschrieben:
Wenn die Lampe sofort aufleuchtet dann haben die Wirkungen, die den Stromfluss bedingen, eine Abkürzung genommen, sie laufen dann, durch die Kapazität des Kabels bedingt, direkt zur Lampe.
Ja, genau. Und der Widerstand ist ohmsch, weil ja Energie entlang der Leitung vom Ort der Einspeisung wegtransportiert wird.
Im Anhang ein simuliertes Beispiel. In der Messung konnte ich (aus verschiedenen Gründen) nicht so viele Stufen erkennen.
V1: Spannungsquelle (1V)
R1: Lampe
T1, T2: Koaxialkabel, Verzögerungszeit 90 ns (entspricht 10 m), Wellenwiderstand 50 Ohm
V(n002)-V(n003): Spannung an R1 von links nach rechts.
Viele Grüße
Michael
A-Freak als Gast
Verfasst am: 24. Aug 2024 12:59
Titel:
> Wenn die Lampe sofort aufleuchtet dann haben die Wirkungen, die den Stromfluss bedingen, eine Abkürzung genommen, sie laufen dann, durch die Kapazität
Richtig!
Das ist das grundlegende Prinzip einer Übertragungsleitung. Die Information und Energie werden von einem Ort zum anderem dadurch übertragen, daß sich die entlang der Leitung verteilte Kaazität auf die Spannung auflädt während durch die entlang der Leitung verteilte Induktivität der Strom aufbaut
SQR(Induktivität*Kapazität) bestimmen die Laufzeit
SQR(Induktivität/Käpazität) bestimmen den Wellenwiderstand
Koaxialleitungen die man im Labor ohne besondere Ansprüche verwendet, wie z.B. der Leitungstyp RG58 mit Polyethyen als Dielektrikum (und keiner ferromagnetischen Füllung) haben
Kapazität ungefähr 100pF / Meter
Laufgeschwindigkeit nahe 0,66*c
Wellenwiderstand 50 Ohm
Wenn man also am Anfang einer solchen Leitung eine Spannung aufschaltet dann wird zwischen den Polen erst einmal ein Strom von U / 50Ohm fliesen, egal was am Ende der Leitung ist
Ist die Leitung am Ende offen, dann wird die Welle mit der gleichen Polarität der Spannung reflektiert, wenn die Reflektion am Anfang der Leitung zurückgekommen ist dann steht sie gegen die Batteriespannung und die Lampe geht aus
Ist die Leitung am Ende kurzgeschlossen, dann wird die Welle mit umgekehrter Polarität der Spannung reflektiert, wenn die Reflektion am Anfang der Leitung zurückgekommen ist dann steht sie mit der Batteriespannung und die Lampe steigt auf volle Helligkeit
Zusätzlich gesagt: Ein <Kabel> hat streng genommen beondere Eigenschaften was mechanische und chemische Resistenz angeht, daß es ungeschützt in der Erde vergraben werden darf.
Kurt
Verfasst am: 23. Aug 2024 15:38
Titel:
VeryApe hat Folgendes geschrieben:
Angenommen ich verwende den Lampenaufbau im Video.
Batterie ist gleich bei der Lampe, dann Stromkabeln die 300000km nach links gehen und wieder zurück zur Lampe und dann von der Lampe 300000km nach rechts und wieder zurück zur Batterie.
Die Lampe würde sofort leuchten.
Wenn die Lampe sofort aufleuchtet dann haben die Wirkungen, die den Stromfluss bedingen, eine Abkürzung genommen, sie laufen dann, durch die Kapazität des Kabels bedingt, direkt zur Lampe.
Und das auf beiden Seiten.
Ansonsten wäre die (Ein und Ausschaltverzögerung) von 1 Sekunde wirksam.
Kurt
jh8979
Verfasst am: 23. Aug 2024 13:52
Titel:
ML hat Folgendes geschrieben:
Ich habe mich vor zwei Jahren davon inspirieren lassen und mit interessierten Schülern (erfolgreiche Teilnehmer eines Physikwettbewerbs) einen solchen Aufbau experimentell nachgebaut.
Sehr geil.
jh8979
Verfasst am: 23. Aug 2024 13:51
Titel:
VeryApe hat Folgendes geschrieben:
Die Lampe würde sofort leuchten. Aber was wäre, wenn an den Umkehrpunkten der Stromkabeln links und rechts, der Stromkreis getrennt wird. Also Kabel durchgeschnitten.
Würde dann die Lampe nach einer Sekunde aufhören zu leuchten. wohlgemerkt bei Gleichstrom.?
Ja, die Lampe leuchtet dann auch (kurz) bei durchgeschnittenen Kabeln. Im zweiten Video zeigen sie auch was dazu.
Kurt
Verfasst am: 23. Aug 2024 10:27
Titel:
Nobby1 hat Folgendes geschrieben:
Das hin und her wackeln 50 mal in der Sekunde reicht aber. Für das Leuchten der Glühlampe braucht es keine Elektrischen und magnetischen Felder, obwohl natürlich welche um den Draht entstehen.
Zitat:
Statischer Elektronenfluss würde keine Strahlung/Leuchten erzeugen.
Und was ist mit Gleichstrom, da leuchtet auch der Glühfaden.
Die 50 Hz sind, in Bezug zum Leuchten, Gleichstrom.
Das Leuchten erstellen die "hüpfenden", also beschleunigten, Elektronen.
Die Frequenz (Frequenzbereich) bestimmen die Resonanzkörper, die beteiligten Atome.
Kurt
VeryApe
Verfasst am: 23. Aug 2024 09:21
Titel:
Hab mir dieses Video angeschaut
https://www.youtube.com/watch?v=bHIhgxav9LY.
Wenn das so funktioniert mit Elektromagnetischen Feldern, dann stellen sich mir aber weitere Fragen.
Angenommen ich verwende den Lampenaufbau im Video.
Batterie ist gleich bei der Lampe, dann Stromkabeln die 300000km nach links gehen und wieder zurück zur Lampe und dann von der Lampe 300000km nach rechts und wieder zurück zur Batterie.
Die Lampe würde sofort leuchten. Aber was wäre, wenn an den Umkehrpunkten der Stromkabeln links und rechts, der Stromkreis getrennt wird. Also Kabel durchgeschnitten.
Würde dann die Lampe nach einer Sekunde aufhören zu leuchten. wohlgemerkt bei Gleichstrom.?
Wenn ich ne Vorrichtung baue, die Pole an der Batterie wechselt müsste die dann ja durchgehend leuchten, obwohl der Stromkreis nicht geschlossen ist?
ML
Verfasst am: 23. Aug 2024 08:25
Titel:
Hallo,
jh8979 hat Folgendes geschrieben:
|ch hat Folgendes geschrieben:
Komisch ich dachte immer die Energie wird durch das elektromagnetische Feld übertragen, die Elektronen wackeln ja nur ein bisschen vor und zurück in der Leitung.
Recht hast Du (und ML). Hier sind zwei schöne Videos dazu:
https://www.youtube.com/watch?v=bHIhgxav9LY
und
https://www.youtube.com/watch?v=oI_X2cMHNe0
Ja, das sind ganz tolle und lehrreiche lehrreiche Videos.
Ich habe mich vor zwei Jahren davon inspirieren lassen und mit interessierten Schülern (erfolgreiche Teilnehmer eines Physikwettbewerbs) einen solchen Aufbau experimentell nachgebaut.
Statt des Kabels zum Mond habe ich jeweils 10m-Koaxialkabel nach links und rechts genommen und als Schalter einen FET mit Gatetreiber, der deutlich schneller schaltet (10ns) als das Signal entlang des Koaxialkabels hin und zurück läuft (ca. 90ns)
Die Ergebnisse kamen ungefähr so heraus wie es zu erwarten war:
Die Spannung an der Lampe (bei mir ein Widerstand) veränderte sich stufenweise:
- Zunächst änderte sich die Spannung "sofort" nach dem Umlegen des Schalters. Wie stark, das hängt vom Wellenwiderstand des "Leiters zum Mond" ab. Bevor die Reflexionen vom Ende des Leiters zurück sind, verhält sich ein solcher Wellenleiter ganz einfach wie ein Ohmscher Widerstand mit dem Widerstandswert entsprechend seinem Wellenwiderstand Rw.
Im ersten Moment besteht der Schaltkreis schlicht aus:
|---Batterie ----- Schalter ----- Rw ----- Lampe ------ Rw----|
|-----------------------------------------------------------------|
Bei mir war der Wellenwiderstand Rw=50 Ohm (wie bei Koaxialkabeln fürs Labor üblich), bei Veritasium vermute ich wegen des riesigen Aufbaus eher etwas im Kilo-Ohm-Bereich.
(Später Korrektur: Nein, keine Kiloohm).
- Anschließend kamen alle 90ns Reflexionen vom Kabelende zurück, so dass sich die Spannung stufenweise nochmal verändert.
Was die Macher des Videos allerdings meines Erachtens etwas übertreiben ist die Schwierigkeit, die das Berechnen des Spannungsverlaufs an der Lampe bereitet. Im Grunde lässt sich das einem einfachen Spice-Modell schon recht gut erfassen, wenn man in Spice das Modell eines Wellenleiters (Koaxialkabel) implementiert hat. LTSpice hat so etwas.
Viele Grüße
Michael
jh8979
Verfasst am: 22. Aug 2024 23:26
Titel:
Nobby1 hat Folgendes geschrieben:
Das hin und her wackeln 50 mal in der Sekunde reicht aber. Für das Leuchten der Glühlampe braucht es keine Elektrischen und magnetischen Felder, obwohl natürlich welche um den Draht entstehen.
Das ist falsch. (siehe oben)
Zitat:
Zitat:
Statischer Elektronenfluss würde keine Strahlung/Leuchten erzeugen.
Und was ist mit Gleichstrom, da leuchtet auch der Glühfaden.
Das allerdings richtig
jh8979
Verfasst am: 22. Aug 2024 23:23
Titel:
|ch hat Folgendes geschrieben:
Komisch ich dachte immer die Energie wird durch das elektromagnetische Feld übertragen, die Elektronen wackeln ja nur ein bisschen vor und zurück in der Leitung.
Recht hast Du (und ML). Hier sind zwei schöne Videos dazu:
https://www.youtube.com/watch?v=bHIhgxav9LY
und
https://www.youtube.com/watch?v=oI_X2cMHNe0
ML
Verfasst am: 22. Aug 2024 22:41
Titel: Re: Strom, wie wird eine Lampe zum Leuchten gebracht
Hallo,
Ralf800 hat Folgendes geschrieben:
Oder sind es elektromagnetische Felder, die den Draht zum Glühen bringen?
Wenn das elektrische Feld von außen aus in den Leiter eindringt, werden Ladungen beschleunigt. Die Ladungen wechselwirken mit den Atomen im Gitter und geben dabei Energie ab. Dadurch heizt sich der Draht auf und glüht.
Das bedeutet: Die Energie kommt aus dem elektromagnetischen Feld, es heizt den Draht aber indirekt mithilfe der Elektronen.
Viele Grüße
Michael
Nobby1
Verfasst am: 22. Aug 2024 22:15
Titel:
Das hin und her wackeln 50 mal in der Sekunde reicht aber. Für das Leuchten der Glühlampe braucht es keine Elektrischen und magnetischen Felder, obwohl natürlich welche um den Draht entstehen.
Zitat:
Statischer Elektronenfluss würde keine Strahlung/Leuchten erzeugen.
Und was ist mit Gleichstrom, da leuchtet auch der Glühfaden.
Qubit
Verfasst am: 22. Aug 2024 22:13
Titel:
Das kommt wohl auf die Lampe in der Leuchte (welche umgangssprachlich auch als "Lampe" bezeichnet wird) an.
Zumindestens heutzutage weniger mittels thermischer Strahlung, da die Ausbeute für sichtbares Licht (welches man da erzeugen will) zu gering is..
Kurt
Verfasst am: 22. Aug 2024 22:12
Titel:
|ch hat Folgendes geschrieben:
Komisch ich dachte immer die Energie wird durch das elektromagnetische Feld übertragen, die Elektronen wackeln ja nur ein bisschen vor und zurück in der Leitung.
"Beschleunigte Materie strahlt".
Es ist also nicht die Geschwindigkeit der sich bewegenden Elektronen, sondern die Änderung ihrer Geschwindigkeit.
Heisst: sie "Hüpfen" sozusagen.
(Von Ort zu Ort.)
Es handelt sich also um einen dynamischen Zustand.
Statischer Elektronenfluss würde keine Strahlung/Leuchten erzeugen.
Und damit wären wir beim "Resonanzkörper" Atom/Molekül.
Kurt
Achja: Energie ist nur eine Rechengrösse, ebenso Felder, welche eigentlich nur der "Anschauung" dienen.
|ch
Verfasst am: 22. Aug 2024 22:06
Titel:
Komisch ich dachte immer die Energie wird durch das elektromagnetische Feld übertragen, die Elektronen wackeln ja nur ein bisschen vor und zurück in der Leitung.
Nobby1
Verfasst am: 22. Aug 2024 20:56
Titel:
Der Draht in der Lampe ist sehr dünn. Die Elektronen müssen sich da durchquetchen. Dadurch erwärmt er sich bis zum Glühen.
Ralf800
Verfasst am: 22. Aug 2024 20:27
Titel: Wie wird eine Lampe zum Leuchten gebracht?
Meine Frage:
Strom, wie wird eine Lampe zum Leuchten gebracht
Hallo, ich habe inzwischen 30 Videos dazu angeschaut, aber keine eindeutige Antwort gefunden.
Meine Ideen:
Ich weiß, dass der Draht durch Reibung zum Glühen gebracht wird. Ich weiß nur nicht durch was. Sind es die Elektronen, die da durchfließen? Die fließen ja nur mit 1 mm pro Sekunde... bissel langsam, oder?
Oder sind es elektromagnetische Felder, die den Draht zum Glühen bringen?
Oder ist es was anderes?
Danke schon mal vorab für eure Hilfe.
Gruß Ralf