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Thema: Lange Leitung!

  1. #1
    Erfahrener Benutzer Roboter Experte
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    Lange Leitung!

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    Hallo Kopfnussknacker!

    Bei dieser Aufgabe geht es um ein sehr langes Kabel, so in etwa 200.000 km lang. Damit am anderen Ende des Kabels überhaupt etwas ankommt, muss man allerdings von einem äußerst guten Kabel ausgehen. Zur Vereinfachung nehmen wir deshalb gleich ein ideales Koaxialkabel, das keine Verluste hat, also keine Dämpfung aufweist. Der Wellenwiderstand des Kabels ist 50 Ohm. Die Ausbreitungsgeschwindigkeit im Kabel beträgt 2/3 der Lichtgeschwindigkeit, die Laufzeit ist damit genau 1 Sekunde. Das Kabel ist an beiden Enden offen.

    Welchen Wert wird ein Ohmmeter anzeigen, wenn man es am Anfang des Kabels anschließt?
    Das Ohmmeter wird als Stromquelle, also hochohmig angenommen.

    Obwohl bei diesem Gedankenexperiment alles recht gemütlich abläuft, sind doch gewisse Kenntnisse aus der HF-Technik bzw. Informations- /Kommunikationstechnik von Vorteil. Bin mal gespannt, wer das heraus bekommt.

    Waste

  2. #2
    Super-Moderator Lebende Robotik Legende Avatar von Manf
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    Ich habe meinen Tipp mal als pn geschickt.
    Manfred

  3. #3
    Erfahrener Benutzer Roboter Experte
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    Gott sei Dank hat Manfred das gleiche Ergebnis wie ich.

    Das Ergebnis fasziniert mich irgendwie, wird aber noch nicht so schnell verraten. Also bitte weiterknobeln!

    Gruß Waste

  4. #4
    Erfahrener Benutzer Roboter Experte
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    Die einfachste Überlegung wäre natürlich: „Das Kabel ist am Ende offen, da kann kein Strom fließen!“ So nach dem Motto - Elektronen sind von Haus aus faul. Nein, so ist es nicht! Soviel sei schon mal verraten. Aus gutem Grund habe ich ein so langes Kabel gewählt, um es besser demonstrieren zu können.

    Die Sache ist aber auch verzwickt. Woher sollen nun die Elektronen am Anfang des Kabels wissen, wie stark sie fließen sollen (also mit welcher Stromstärke), wo sie noch gar nicht wissen, wie die Last überhaupt aussieht. Die ist ja 200.000km entfernt und um die Information einzuholen, dauert es ein Weilchen. Wir erinnern uns an Einstein – nichts ist schneller als Lichtgeschwindigkeit.

    Hat so ein Gebilde überhaupt einen reellen Widerstand? Es gibt ja keine Verluste (ideales Kabel angenommen).

    Waste

  5. #5
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie Avatar von darwin.nuernberg
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    Bei der Länge könnte das Koax-Kabel durchaus eine gewisse Kapazität haben (bin zu faul das zu berechen).
    d.h. ein Ohmmeter könnte durchaus (für 5-Tau) einen steigenden Widerstandswert haben, bis es letztendlich auf unendlich anzeigt.

    Wird das Ohmmeter dann umgepolt kann sich dieser effekt wiederholen.

    Ich gehe davon aus, daß ein Ideales Kabel auch unter Idealen Bedingungen genutzt wird (keine Einstrahlungen / keine Störeinflüsse).

    Alles davon ausgegannen dass das Ohmmeter mit Gleichspannung arbeitet, mit Wechselspannung sieht's wieder anders aus.
    Gruss
    Darwin (meine Projekte sind auf meiner Pinnwand zu finden)

  6. #6
    Erfahrener Benutzer Roboter Experte
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    Zitat Zitat von darwin.nuernberg
    Alles davon ausgegannen dass das Ohmmeter mit Gleichspannung arbeitet, mit Wechselspannung sieht's wieder anders aus.
    Ich bin von einer Gleichstromquelle beim Ohmmeter ausgegangen. Aber Wechselstrom ist eigentlich ein interessanter Aspekt. Ich werde es gleich mal testen, wie es damit aussieht.

    Nachtrag: Auch das Wechselstrom-Ohmmeter zeigt die ersten 2 Sekunden den gleichen Wert an. Interessant! Was beweist das?

    Waste

  7. #7
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie Avatar von darwin.nuernberg
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    Zitat Zitat von waste
    Ich bin von einer Gleichstromquelle beim Ohmmeter ausgegangen. Aber Wechselstrom ist eigentlich ein interessanter Aspekt. Ich werde es gleich mal testen, wie es damit aussieht.

    Waste
    Jetzt kommt aber auch noch die Frequenz hinzu...

    - NF oder HF?
    - Stehwellen und / oder Reflektion?
    - Resonanz und der ganze Müll!
    - So ein Kabel ist ja nicht nur ein Kabel sonder ein RLC!

    So und jetzt kannst Du das ganze auch noch anstelle mit Koaxial- auch noch mit einer Symmetrie-Leitung (240R) anstreben.


    Edit PS: ich bin schon eine ganze Weile aus der Materie raus. Ist der Strom voreilend oder ist der Strom nacheilend (nicht elend!).
    Heavy Metal!
    Gruss
    Darwin (meine Projekte sind auf meiner Pinnwand zu finden)

  8. #8
    Erfahrener Benutzer Roboter Experte
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    Also, ich habe es nochmal mit Wechselstrom probiert. Die ersten 2 Sekunden gibt es den gleichen Wert von sich, wie das mit Gleichstrom. Danach gibt es beim Wechselstrom-Ohmmeter unterschiedliche Werte. Habe es mit verschiedenen Frequenzen probiert.

    Das heißt aber doch, dass zumindest in den ersten 2 Sekunden der Wert reell ist, also ein Wirkwiderstand? Faszinierend!

    Aber bleiben wir bei der Aufgabenstellung bei Gleichstrom.

  9. #9
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie Avatar von darwin.nuernberg
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    Kommen dann evtl. dann doch Laufzeiten und reflektionen zum Vorschein?
    Schalte mal für eine Sekunde ab und dann wieder ein? Was passiert? (wieder mind. 2 Sek. beobachten)
    Gruss
    Darwin (meine Projekte sind auf meiner Pinnwand zu finden)

  10. #10
    Erfahrener Benutzer Roboter Experte
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    Ja, Laufzeit ist angegeben und Reflektionen gibt es.

    Wenn ich das Ohmmeter während der Messung kurz wegnehme und dann wieder anschließe gibt es Chaos. Das wird mir zu kompliziert. Bleiben wir bei einer entladenen Leitung beim Start der Messung und einer durchgehenden Messung.

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