gegeben sei ein faradayscher Käfig (K), der oben in der Mitte ein kleines Loch hat. Ein Leiter (L) steht mittig in dem Käfig drin, das untere Ende ist leitfähig mit dem Boden verbunden, das obere Ende schaut isoliert aus dem Loch raus. Frage: Wie gross ist die Induktivität zwischen den Punkten A und B? Der Abstand zwischen den Punkten A und B sei klein. Ich vermute die Induktivität muss Null sein, kann das jemand bestätigen?
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 KKKKKKKKKKKKKKKKKKKKK
Abstand zwischen den Punkten A und B sei klein. Ich
Wenn man zwischen Punkt A unb B strom anlegt, hat man eine Luftspule mit einer Windung und variablem Leiterdurchmesser. Die Induktivität sollte leicht berechenbar sein.
Du hast eine Art Topfkreis aufgebaut, in der Praxis gibt es das auch als Koaxkabel mit durch Kurzschluss abgeschlossenem Ende oder Lambda/4 Resonator (kann man als Keramikbauteil fix- und fertig kaufen) und demzufolge sieht man zwischen A und B eine Impedanz, die je nach Frequenz im Smith Chart aussen herumläuft. Es mag dann bestimmte (Resonanz-)frequenzen geben, bei denen die Impedanz (fast) keinen induktiven (und/)oder kapazitiven Anteil mehr aufweist.
Solltest Du an eine Feldverdrängung denken: Ein Faradayscher Käfig kann Magnetfelder von aussen in einem bestimmten Frequenzbereich mehr- oder weniger gut abschirmen, das ändert aber nix an o.g. gesagten. Für "kein Magnetfeld" bräuchtest Du einen Supraleiter, der ist ideal diamagnetisch, hat aber auch sein Tücken und der Effekt bricht eh' ab bestimmten Feldstärken zusammen.
Welche (komplexe) Impedanz nun wirklich sichtbar ist, hängt natürlich von der Frequenz und von der Geometrie der gesamten Konstruktion ab, sowie ggf. noch vom Material und Dielektrikum (hier Luft), sowie in geringerem Mass von der Oberflächenbeschaffenheit und der Perfektion des Anbetvorganges durch die tibetanischen Klostermönche mit oder ohne schwarzer Katze von links oder rechts ;-)
Weil der Leiter eine Induktivität hat und der Käfig selbst auch eine Induktivität hat, und beide Induktivitäten sind 100% magnetisch gekoppelt und haben entgegengesetzten Wicklungssinn. Das heisst die Magnetfelder kompensieren sich nach aussen hin. Aussen kann ja kein Magnetfeld sein, weil das den Eigenschaften des faradayschen Käfigs widersprechen würde.
der Leiter ist weder bewegt noch noch findet in ihm ein eletr. Stromfluß statt...als nix elektro-magnetisches, oder sehe ich hier was falsch? Induzierte Spannungen durch das natürliche Erdmagnetfeld, kann man diese zw. A und B dann auch noch messen (berechnen bestimmt)?
Punkt A ist ja auch noch isoliert, also bin ich da auch nicht auf den Gedanken gekommen eine Spannung anlegen zu können und dies als Topfkreis zu interpretieren.
Das ist falsch. Ein Faraday'scher Käfig schirmt nur elektrostatische Felder absolut ab. Wie sollte es sonst durchsichtige Metallfolien geben, oder Mobiltelefone, die in der Mikrowelle noch Empfang haben?
Grüße,
Björn
--
BOFH Excuse #274:
It was OK before you touched it.
Induktivität ist eine (bauteilspezifische) Kenngröße, keine Zustandsgröße. Ähnlich sinnfrei käme es mir vor, einem ungeladenen Kondensator die Kapazität abzusprechen...
Grüße,
Björn
--
BOFH Excuse #326:
We need a licensed electrician to replace the light bulbs in the
computer room.
Siehe mein anderes Posting. Induktivität macht nur bei sich ändernden Spannungs-/ Stromgrößen als Angabe Sinn, damit ist immer die Frequenz dabei, zur Not mehrere mittels Herrn Fourier.
Der Aufbau zeigt eine komplexe frequenzabhängige Impedanz, eine Simulation nur mit einer Induktivität alleine ist nicht möglich. Bei manchen Frequenzen wird die Impedanz induktiv sein.
Wenn der Faradaysche Käfig perfekt _wäre_, würde er auch statische Magnetfelder abschirmen.
Grund: Beim _Einbringen_ des Käfigs in das Feld entstünde ein ewig fließender Kompensationsstrom durch Induktion.
Aber: Der fließt nicht ewig, weil er durch den endlichen Widerstand des Metalls verheizt wird. Deshalb ist die Schirmung in der Praxis eben nur in einem bestimmten Frequenzbereich gegeben.
Anders sieht es bei einem Supraleiter aus: Der ist ein perfekter Diamagnet und verdrängt das Feld vollständig, jedenfalls solange er supraleitend ist. Bei hohen Feldstärken kann das _ganz_schnell_ kippen und bei hohen Strömen dann zu, ähm, sehr spontanen mechanischen Verformungen des Versuchsaufbaus führen ...
Frequenzmäßig nach oben hinaus setzt die atomare Struktur realen Metalls Grenzen, z.B. wird sich Röntgenstrahlung (die ist auch 'nur' elektromagnetische Strahlung, jedoch mit extrem hoher Frequenz) wenig um den faradayschen Käfig scheren, es sei denn, er ist aus Blei oder sehr dickwandig.
Gut sprechen wir vom induktiven Belag, bzw. von den induktiven Eigenschaften der Struktur. Bei Gleich- oder Wechselstrom? Mit Mühe und Näherungsweise kann mans berechnen...viel Spaß. :)
Betrachten wir mal folgendes Gedankenexperimant: Der Leiter L ist jetzt in einem völlig geschlossenen faradayschen Käfig K. Das untere Ende ist bei C leitfähig mit der Wand verbunden, das obere Ende ist offen:
KKKKKKKKKKAKKKKKKKKKK K K K B K K L K K L K K L K K L K K L K K L K KKKKKKKKKKCKKKKKKKKKK
Wir schliessen eine (batteriebetriebene) Wechselstromquelle zwischen A und B an. Der faradaysche Käfig hat per Definition die Eigenschaft dass kein Wechselfeld nach aussen gelangen kann. Also muss die Spannung zwischen A und C null sein, denn sonst würde der ganze Käfig wie ein Dipol nach aussen abstrahlen. Wenn also zwischen A und C keine Spannung ist obwohl durch die Käfigwand ein Strom von A nach C fliesst, dann muss die Induktivität des Käfigs zwischen A und C Null sein. Hier entsteht aber ein Widerspruch: Wenn wir den Käfig von aussen betrachten, dann ist er nichts anderes als ein dickes Stück Draht von A nach C (ob hohl oder massiv ist egal), und der Draht hat selbstverständlich eine Induktivität. Wo ist der Fehler in der Argumentation?
Mal wieder eine ganz neue Definition der Nicht-Induktivität ;-/
Nur irgendwie komisch: Ich hab' hier so eine fette Lautsprecherdrossel, wenn ich die an mein Labornetzteil hänge, dann geht das in die Strombegrenzung, an den Enden ist (fast) keine Spannung und es fließt trotzdem ordentlich Strom.
Hmm, also haben Lautsprecherdrosseln keine Koch-Induktivität ;-)
Achsooo, Du redest von Wechselstrom ? Dann wäre ich mit dem Begriff Spannung zwischen weit entfernten Punkten sehr vorsichtig, denn in dem Moment, in dem der Wechselstrom wirklich Wechselstrom und nicht nur zittriger Gleichstrom ist, dann spielt die Lichtgeschwindigkeit sehr wohl eine Rolle.
Vielleicht solltest einmal darüber nachdenken, dass es um a) dynamische Vorgänge geht b) auch Deine Quelle intern irgendwie mit Strom arbeitet und Felder erzeugt und c) meine anderen Postings noch einmal _lesen_ und verstehen ;-)
Die "Induktivität" ist ein von uns Menschen erdachter Modellparameter, der auf ein entsprechendes Modell passt.
Eine allgemeine frequenzunabhängige "Induktivität" für Deine zahlreichen Gedankenaufbauten anzugeben ist genauso sinnfrei wie die Angabe derselbigen für eine Banane ;-)
ElectronDepot website is not affiliated with any of the manufacturers or service providers discussed here.
All logos and trade names are the property of their respective owners.