Frage zu faradayschem Käfig

Das wird wohl so sein ;-)

Man kann, es kommt für kleine f beim Koaxkabel das gleiche heraus wie mit dem Wellenwiderstand, wenn man den Induktivitäts- und Kapazitätsbelag (L bzw. C pro Längeneinheit) hernimmt:

L_belag = mu_0 mu_r ln(r_ges/r_innen) / 2 pi C_belag = 2 pi epsilon_0 epsilon_r / ln (r_ges/r_innen) ( sowie 1/c^2 = mu_0 mu_r epsilon_0 epsilon_r )

Einsetzen in L_für_kleine_f = Z0 d / c mit Z0 nach der Telegraphengleichung (Z0=sqrt(L_belag/C_belag) ohne Verluste oder Multiplizieren von L_belag mit d gibt das gleiche Ergebnis. Denn bei kleiner Frequenz ist C_belag kurzgeschlossen. Das Einsetzen sei dem Leser als kleine Übung überlassen.

Bedingung ist eben eine niedrige Frequenz, sonst schlägt gnadenlos der kapazitive Belag zu und das Ansetzen _nur_ des induktiven Belags führt zu einem falschen Ergebnis. Eine Modellrechnung mit einer unendlich feinen Verkettung von L_belag und C_belag führt aber geradewegs auf die Telegraphengleichung und den Wellenwiderstand.

Die Benutzung des Wellenwiderstands als Parameter hat in der Praxis den Vorteil, dass er für reale Koaxkabel bekannt ist.

Gruß Oliver

Am Sun, 12 Feb 2006 11:32:12 +0100 schrieb Dieter Wiedmann :

Was sich auch leicht zeigen lässt, indem die eingeschaltete Mikrowelle auf einem 10m entfernten Spektrum-Analysator (mit Antenne) gut und deutlich sichtbar ist.

horst-d.winzler schrieb:

Meine Rechnung für ein 2m Koaxkabel sagt mir 1,7µH. Paßt überhaupt nicht zu deinem Ergebnis. Und der Fehler zu meinen Meßergebnissen ist auch zu groß. Muß mir das demnächst mal genauer ansehen.

Endlich die mir gebührende Achtung. Wird auch zeit !

Ich wußte bisher nicht das "Spulen in Abschirmbechern" bifilar gewickelte Spulen darstellen bzw Koaxiale Systeme. Darum ging es.

Darauf beruhen zB stromkompensierte Drosseln. Eben die "berühmnte Drossel auf Ferritantennenstab die verhindern soll, daß das Sende-Signal des Funkamateursenders in den "guten" Stereoverstärker einstreut.

Ja mit doppelt verdichtetem Äther.

Aha ein Kenner der Materie.

In unserem Fall ist rein- gleich abfließender Strom. Die beiden Kräfte (mag. Felder) müßen sich kompensieren. Ich denke, das hier die mag. Felder analog den elektrischen Feldern zu behandeln sind.

Wenn wir es "nur" mit durch Gleichstrom erregte mag. Felder zu tun haben, spielt L keine Rolle.

Die Problematik liegt aber in sich bewegenden Ladungen. Zitat: "Bewegen sich die Ladungen mit den Geschwindigkeiten v1 und v2, so werden weiter Kräfte Fmag. wirksam. deren Ursache nicht allein in den Ladungen, sondern in dem Zusammenwirken von Ladungen und Geschwindigkeit zu sehen ist. Man beschreibt diese allein aus der Bewegung der Ladung resultierenden Kraftwirkung formal über das mag. Feld."

Würden wir von der "Kraftwirkung" ausgehen stimme ich dir zu. L jedoch können wir nur über bewegte Ladungen ermitteln. Und damit spielt immer die Zeit irgentwie eine mehr oder weniger gravierende Rolle. Oliver hats gut dargestellt.

So und nun zu dem von dir postulierten Widerspruch. Mit jenen Folgen hatten die Techniker und Physiker bereits im 19ten Jahrhunder zu tun bekommen. Unter Anderem ein vielleicht nicht mehr so geläufiger Herr W.v.Siemens.

So, wie es formuliert war (Strom rein==Strom raus) nicht. Und auch bifilare Wicklungen und Koaxtöpfe haben eine nichtverschwindende Induktivität.

Was hat deren Funktion mit Meßfehlern zu tun? Die funktionieren genauso wie theoretisch vorhergesagt.

Wie soll im _Inneren_ des Käfigs ein Magnetfeld kompensiert werden?

Hmm, wenn das 'mal nicht ins Auge geht.. Es ist auf jeden Fall klüger, vor dem Abschalten eines Gleichstromsystems dessen gespeicherte Energie (~L) zu kennen..

Naja, Gleichstrom ohne Ladungsbewegung wäre etwas langweilig.

Die Zeit: ja. Aber Wechselstrom braucht man zur Ermittlung von L nicht, auch wenn eine Mikrowellenbetrachtung natürlich interessanter (aber nicht genauer) ist, aber der OP wollte das ja ausdrücklich vermeiden..

Es gibt keinen Widerspruch. L konnte man auch im 19. Jahrhundert schon genau berechnen.

Gruß Ulrich

Oliver Bartels schrieb:

Klar, die Gleichungen beschreiben lediglich statistisch ermittelte Gesetzäßigkeiten. Über die eigentlichen Ursachen sagen sie nichts. Je mehr man in die Materie einsteigt, um so deutlicher wird das. Aber auch um so phantastischer stellen sich die Zusammenhänge dem Beobachter dar.

Vielleicht haben wir es hier garnicht mit Ladungen zu tun? Aber wie sollte man diesen Effekt derzeit beschreiben ohne Felder/Ladungen?

Zitat: "Die Welt erkennen heiß das Werk Allahs loben" So sprach der Prophet Mohammed zu den Gläubigen.

Gute Frage. (Der OP liest auch noch mit!) Wir sind uns wohl einig dass der Wechselstrom in dem 1m langen Draht ein Magnetfeld im Inneren des Käfigs erzeugt. Aber wie sieht es mit dem (gleich grossen* ) Wechselstrom aus, der in entgegengesetzter Richtung durch die Käfigwand fliesst? Erzeugt der auch ein Magnetfeld? Im Aussenbereich wohl nicht, weil das den Eigenschaften des faradayschen Käfigs widersprechen würde. Aber wie sieht es im Inneren des Käfigs aus?

• für niedrige Frequenzen, Kapazitätsbelag wird vernachlässigt

Gruss Michael

Könnte man vielleicht so argumentieren? Der Strom in der Käfigwand möchte gerne ein Magnetfeld um sich herum erzeugen. Im Aussenbereich ist aber kein Feld möglich, wegen des faradayschen Käfigs. Also wird das Magnetfeld aus dem Aussenbereich verdrängt und tritt stattdessen im Innenbereich auf. Und dieses Magnetfeld wird kompensiert durch das Feld des Innenleiters.

Gruss Michael

Umgekehrt, das Magnetfeld im Außenbereich wird durch den gleichgroßen Innenstrom kompensiert, und im Inneren existiert nur das Feld des Innenleiters (folgt aus Ampereschem Gesetz).

Gruß Ulrich

Michael Koch schrieb:

Nein, kann man nicht. Erstens möchte Strom nicht vermenschlicht werden, er hasst das, zweitens klingt dieses Argument ähnlich wie "angenommen, die Dose wäre offen".

Grundlage sind immer noch die Maxwell'schen Feldgleichungen. Keine von denen sagt, dass ein Faraday'scher Käfig alles abschirmt. Du musst also eigentlich erstmal ein Argument finden, warum der Käfig überhaupt funktioniert und dir dann überlegen, ob das immer noch so ist, wenn du plötzlich eine Spannung an die Käfigwand anlegst. Ist nämlich alles andere als naheliegend, und genau genommen sogar falsch.

So, nachdem wir herausgefunden haben, dass dein Axiom unsinnig ist, fangen wir woanders an. Außerhalb deines Käfigs kompensieren sich die von Außen- und Innenleiter erzeugten Felder vollständig, jedenfalls so lange die Laufzeiten vernachlässigt werden können. Gleiches gilt für die von Deckel und Boden erzeugten Felder. Innerhalb dagegen addieren sie sich jeweils, und netto ergibt das natürlich ein Magnetfeld. Damit bekommst du auch eine Induktivität. Du hast im Grunde eine ringförmige Luftspule mit nur einer Wicklung gebaut.

Also, egal mit welcher Näherung, da _ist_ eine Induktivität und außerhalb des Käfig ist trotzdem _fast_kein_ Magnetfeld. Also wird das Magnetfeld aus dem Aussenbereich

Udo.

Natürlich ist im Au_ß_enbereich ein Feld möglich, besonders bei Wechselfeldern. Ich weiß ja nicht, wie oft es schon erwähnt wurde, aber hast du dir schonmal Gedanken gemacht, warum Mobiltelefone in einem Mikrowellenofen Empfang haben, trotz allseitigen "Metallkäfigs"?

Grüße,

Björn

Weil die Dichtungen an der Tür nicht perfekt sind, weil vielleicht noch andere Öffnungen im Käfig drin sind (z.B. Grill oder Umluft-Ventilator) wo die HF einen Weg nach draussen findet. Pack dein Handy in einen Kochtopf mit dicht schliessendem Deckel, und dann ist's vorbei mit dem Empfang.

Gruss Michael

Wenn der Kochtopf nicht ideal leitend ist, dann geht immer noch was durch. (Viel) zu wenig, um Empfang zu haben, aber theoretisch schon.

Gruß Henning

stimmt. Ein Grund mehr, warum die Mikrowelle nicht gut abschirmt, wegen dem billigen Stahlblech. Ein richtiger faradayscher Käfig ist aus gut leitendem Material (Kupfer) und die Tür hat selbstverständlich rundum eine leitfähige Verbindung, wie bei einer EMV-Messkabine. Beim Mikrowellen-Ofen habe ich sowas noch nicht gesehen.

Gruss Michael

Michael Koch schrieb:

Alles ne Frage der Notwendigkeit. In ne EMV Messkabine will man nicht das kleinste uW reinlassen, damit man nicht irgendwelchen Geistern hinterherjagt. Wenn bei ner 600W Mikrowelle 1W (verteilt, nicht punktuell) flöten geht, spielt das keine Geige. Einfaches, aber sinnvolles Ingenieursprinzip.

"So einfach wie möglch, so gut wie nötig."

MfG Falk

Schraub die Leistung höher als poplige 4 W, und dann gibt's wieder Empfang.

Grüße,

Björn

Wenn Du den Strom abschaltest, ist es kein Gleichstromsystem mehr ;-)

cu Michael

Ich glaube ernsthaft, dass manche Leute die NSA nötigen, genau das zu versuchen.