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Signale in elektrischen Leitungen
 
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Preet



Anmeldungsdatum: 15.04.2019
Beiträge: 9

Beitrag Preet Verfasst am: 15. Apr 2019 11:57    Titel: Signale in elektrischen Leitungen Antworten mit Zitat

Meine Frage:
Signale in elektrischen Leitungen pflanzen sich in etwa Lichtgeschwindigkeit fort (300 000 km/s). Ihr Rechner arbeitet mit einer Taktrate mit 4,2 GHz. Wie weit kommt ein elektrisches Signal während einem Taktzyklus?

Meine Ideen:
Von einem Kollegen habe ich gehört, dass es eine Formel zu Hertz/Frequenzen gäbe, habe aber leider keine Ahnung welche es ist und wie ich allgemein die Aufgabe angehen soll.
franz



Anmeldungsdatum: 04.04.2009
Beiträge: 11583

Beitrag franz Verfasst am: 15. Apr 2019 12:15    Titel: Re: Signale in elektrischen Leitungen Antworten mit Zitat

Willkommen im Forum Preet!

Du kennst sicher die Definition der Geschwindigkeit als Weg / Zeit: v = s / t.
v ist bekannt, s gesucht. Fehlt noch die Zeit t und die hängt mit der Freuqenz / Taktrate zusammen ...
Preet



Anmeldungsdatum: 15.04.2019
Beiträge: 9

Beitrag Preet Verfasst am: 15. Apr 2019 14:15    Titel: Antworten mit Zitat

Soweit ich weis ist 1 Hertz eine Sekunde. 4,2 GHz ist umgeschrieben 4,2 * 10 hoch 9 Hertz. Könnte man dies als Zeit nehmen?

s= v*t = 300 000 km/s * 4,2 * 10 hoch 9 s = 1,26 * 10 hoch 15 km

Scheint mir ziemlich viel...
Steffen Bühler
Moderator


Anmeldungsdatum: 13.01.2012
Beiträge: 7226

Beitrag Steffen Bühler Verfasst am: 15. Apr 2019 14:29    Titel: Antworten mit Zitat

Preet hat Folgendes geschrieben:
Soweit ich weis ist 1 Hertz eine Sekunde.


Nein, ein Hertz ist der Kehrwert von einer Sekunde. Wenn etwas mit der Frequenz 1Hz wiederkehrt, kommt es jede Sekunde wieder. Mit 2Hz dagegen kommt es jede halbe Sekunde wieder, mit 10Hz siehst Du es im Rhythmus von 100ms und so weiter.

Jetzt?

Viele Grüße
Steffen
Preet



Anmeldungsdatum: 15.04.2019
Beiträge: 9

Beitrag Preet Verfasst am: 15. Apr 2019 14:37    Titel: Antworten mit Zitat

Bevor ich weiter falsch rechne:

1 Hertz = 1/s

10 Hertz = 10/s bzw. 10 * 1/s

4,2 GHz = 4,2 * 10^9 * 1/s

wäre das soweit richtig?
Steffen Bühler
Moderator


Anmeldungsdatum: 13.01.2012
Beiträge: 7226

Beitrag Steffen Bühler Verfasst am: 15. Apr 2019 14:38    Titel: Antworten mit Zitat

Ja, das ist korrekt.
Preet



Anmeldungsdatum: 15.04.2019
Beiträge: 9

Beitrag Preet Verfasst am: 15. Apr 2019 14:45    Titel: Antworten mit Zitat

Demnach:

s = v*t = 300 000 km/s * 4,2 * 10^9 1/s = 1,26 * 10^15 km/s^2

Jedoch kann ich s^2 nicht Wegkürzen, da sie beide im Nenner liegen.
Steffen Bühler
Moderator


Anmeldungsdatum: 13.01.2012
Beiträge: 7226

Beitrag Steffen Bühler Verfasst am: 15. Apr 2019 14:51    Titel: Antworten mit Zitat

Du rechnest hier , nicht . Wie gesagt, die Frequenz f ist der Kehrwert der Zeit (genauer der Periode) T und umgekehrt.
Preet



Anmeldungsdatum: 15.04.2019
Beiträge: 9

Beitrag Preet Verfasst am: 15. Apr 2019 15:12    Titel: Antworten mit Zitat

Komme leider nicht weiter. Von den Vorlesungen her sind wir erst bei Elektrostatik während Schwingung und Wellen erst später vorkommen.

Im Skript finde ich keine passenden Formeln, und meine Kommilitonen können mir auch nicht weiterhelfen.

Im Internet gibt es einen Hertz zu Perioden Rechner, weiß aber nicht ob ich das verwenden kann. Wäre evtl. die Periodenzeit als T für V=s/T verwendbar?
Steffen Bühler
Moderator


Anmeldungsdatum: 13.01.2012
Beiträge: 7226

Beitrag Steffen Bühler Verfasst am: 15. Apr 2019 15:16    Titel: Antworten mit Zitat

Hm, das ist eigentlich Mittelstufenphysik, aber egal: T=1/f.

Ein Takt von 1Hz entspricht einem Zyklus von 1s.

Ein Takt von 10Hz entspricht einem Zyklus von 0,1s.

Ein Takt von 4,2GHz entspricht einem Zyklus von ...
Preet



Anmeldungsdatum: 15.04.2019
Beiträge: 9

Beitrag Preet Verfasst am: 15. Apr 2019 15:31    Titel: Antworten mit Zitat

f= 1/s
T= 1/f

T = 1/4,2 *(10^9) s/1 = 2,38 * 10^-10 s

v = 300 000 km/s = 300 000 000 m/s = 300 *10^6 m/s
s = 300*10^6 m/s * 2,38 * 10^-10s = 0,0714 m

So?
Steffen Bühler
Moderator


Anmeldungsdatum: 13.01.2012
Beiträge: 7226

Beitrag Steffen Bühler Verfasst am: 15. Apr 2019 15:34    Titel: Antworten mit Zitat

Ja, genau so.

Viele Grüße
Steffen
Preet



Anmeldungsdatum: 15.04.2019
Beiträge: 9

Beitrag Preet Verfasst am: 15. Apr 2019 15:38    Titel: Antworten mit Zitat

Vielen dank für die Hilfe. Die Formel T = 1/f hatte mir sehr viel weiter geholfen und der Ansatz mit v=s/t war ebenfalls sehr hilfreich.
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