Wellenlänge im Kupferdraht berechnen

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Autor
Wellenlänge im Kupferdraht berechnen
Suche nach: kupferdraht (440)

    







BID = 1041426

Schwab

Gerade angekommen


Beiträge: 19
 

  


Gute Nacht allerseits.

Ich möchte die Wellenlänge meines Signals in einer Spule (Kupferspule mit Ferritkern) berechnen.

Aus Wikipedia habe ich folgende Vogabe:

Wellenlänge elektromagnetischer Wellen im Medium

Für die Wellenlänge in einem Medium gilt:

Lambda = c/f * 1/ wurzel(µr*Er)

Dabei ist c die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum, µr die magnetische Permeabilität und Er die relative Permittivität des Mediums.

(Quelle: https://de.wikipedia.org/wiki/Wellenl%C3%A4nge)

Mein Medium ist Kupfer.
wenn ich alles was ich hab einsetze sieht meine Formel bislang so aus:

Lambda= (299792458m/s / 117000Hz) * (1/Wurzel(0,9999936Hm^-1 * Er))

Nur finde ich nirgendwo im Internet eine Angabe für die relative Permittivität von Kupfer.
Kann mir da einer weiterhelfen?

BID = 1041433

Schwab

Gerade angekommen


Beiträge: 19

 

  

bzw. meine einzige Frage ist:

wie hoch ist die relative Permittivität von Kupfer?
(auch dielektrische Leitfähigkeit genannt)

BID = 1041434

Otiffany

Urgestein



Beiträge: 13749
Wohnort: 37081 Göttingen

Die Permiabelität bezieht sich auf den Feritkern.
So einfach ist die Berechnung nicht; dazu benötigst Du einen Mess-Sender und ein Oszilloskop. Die Form der Spule spielt auch noch eine gewisse Rolle.

Gruß
Peter

_________________
Ich ignoriere Beiträge, die ohne Anwendung der deutschen Rechtschreibung verfaßt werden!

BID = 1041436

Schwab

Gerade angekommen


Beiträge: 19

@Ottiffany


Zitat :
Die Permiabelität bezieht sich auf den Feritkern.
So einfach ist die Berechnung nicht; dazu benötigst Du einen Mess-Sender und ein Oszilloskop. Die Form der Spule spielt auch noch eine gewisse Rolle.


die magnetische Premiabelität habe ich.
ich benötige die Permittivität

in meinem Posting davor habe ich die Wellenlängenberechnung im Medium bereits stehn.

magn. Permeabilität sowie relative permittivität des Mediums werden benötigt. Es gibt zwar viele listen von allen möglichen Stoffen deren permittivität aufgelistet ist (darunter auch Alufolie und Kupfererz) aber von reinem Kupfer fand ich nichts.

BID = 1041438

Offroad GTI

Urgestein



Beiträge: 12634
Wohnort: Cottbus

Als ich das letzte mal nachgesehen hab, war Kupfer noch ein ausgezeichneter Leiter



_________________
Theoretisch gibt es zwischen Theorie und Praxis keinen Unterschied. Praktisch gibt es ihn aber.

BID = 1041440

Schwab

Gerade angekommen


Beiträge: 19


Zitat :
Als ich das letzte mal nachgesehen hab, war Kupfer noch ein ausgezeichneter Leiter


Alufolie hat eine relative Permittivität von 10,8Fm^-1

ich möchte die Wellenlänge meines Signals möglichst genau berechnen.
Dass Die Permittivität des Mediums (kupfer) in die Rechnung mitreinfließt entstammt nicht meinem Geist.

Den link zur Rechnung habe ich in meinem ersten Post stehen.
ich zitiere aber gern erneut aus Wikipedia:


Zitat :

Für die Wellenlänge in einem Medium gilt:

Lambda = c/f * 1/ wurzel(µr*Er)

Dabei ist c die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum, µr die magnetische Permeabilität und Er die relative Permittivität des Mediums.

(Quelle: https://de.wikipedia.org/wiki/Wellenl%C3%A4nge)


wenn die permittivität bzw. dielektrische Leitfähigkeit von kupfer vernachlässigbar ist (was ich mir aufgrund seiner guten Leitfähigkeit durchaus ebenfalls vorstellen kann), wie ist dann die genannte Formel zu verstehen?

BID = 1041441

Offroad GTI

Urgestein



Beiträge: 12634
Wohnort: Cottbus


Zitat :
Alufolie hat eine relative Permittivität von 10,8Fm^-1
Hast du von hier, was?
https://krohne.com/de/services/dielektrizitaetskonstanten/

Nachdem dies ein Sensor-Hersteller ist, bezieht sich der Wert "wohl" auf eine Messung von außen.


Zitat :
Den link zur Rechnung habe ich in meinem ersten Post stehen
Ja, darauf hast du ja schon mehrfach hingewiesen.


Zitat :
wie ist dann die genannte Formel zu verstehen?
So, dass sich die elektromagnetischen Wellen im Medium um den Leiter herum ausbreiten.
Ansonsten gilt "nur" Lambda=c/f, womit sich für unser 50Hz-Stromnetz bspw. eine Wellenlänge von 6000km ergibt, unabhängig vom Leitermaterial.

Perl kann das bestimmt schöner erklären



_________________
Theoretisch gibt es zwischen Theorie und Praxis keinen Unterschied. Praktisch gibt es ihn aber.

[ Diese Nachricht wurde geändert von: Offroad GTI am 31 Jul 2018 16:13 ]

BID = 1041451

perl

Ehrenmitglied



Beiträge: 11110,1
Wohnort: Rheinbach


Zitat :
So, dass sich die elektromagnetischen Wellen im Medium um den Leiter herum ausbreiten.
So ist es.

Du übersiehst, dass das Innere eines Kupferdrahtes wegen der sehr hohen Leitfähigkeit praktisch feldfrei ist.

Tatsächlich kann man an solch einem Aufbau "Spule (Kupferspule mit Ferritkern)" gewöhnlich mehrere Resonanzfrequenzen messen, denen man, so man will, Phasengeschwindigkeiten zuordnen kann.
Eine Gruppe der Resonanzen entspricht der Länge des aufgewickelten Drahtes, wobei natürlich das durch Lack, Vergußmasse, Spulenkörper erhöhte ε und die dadurch erniedrigte Ausbreitungsgeschwindigkeit zu berücksichtigen ist.
Weitere Resonanzen ergeben sich durch die Induktivitäten und Koppelkapazitäten von Windungen und Wicklungslagen.

Selbst im Ferritmaterial können sich elektromagnetische Wellen mit recht niedriger Geschwindigkeit ausbreiten und zu räumlichen Resonanzen führen. Dafür ist verantwortlich sind hohe Werte für µ von z.B. 5000 und ε-Werte die bei manchen Ferritmaterialien in der Größenordnung von 50.000 liegen können.

BID = 1041452

Schwab

Gerade angekommen


Beiträge: 19

wie ist das in Bezug auf die Wikipediaformulierung "Wellenlänge in einem Medium" zu verstehen.

wie setze ich dann meine zahlen in die formel

Lambda = c/f * 1/ wurzel(µr*Er)

ein ohne Er zu haben?

c ist klar
f ist bei bei mir 117kHz
µr von kupfer = 0,9999936Hm^-1

BID = 1041453

Schwab

Gerade angekommen


Beiträge: 19

ich möchte einfach nur meine Wellenlänge berechnen.
Wenn hier wirklich nur Lambda=c/f gilt

ist die formuierung in wikipedia mehr als unglücklich gewählt.

BID = 1041461

Offroad GTI

Urgestein



Beiträge: 12634
Wohnort: Cottbus


Zitat :
wie setze ich dann meine zahlen in die formel
Gar nicht, da sie eben nur für Nichtleiter gültig ist.
Dass du keine Tabellen mit der Permeabilität von Metallen findest, hat schon seinen Grund


Zitat :
ist die formuierung in wikipedia mehr als unglücklich gewählt.
Mag sein. Es wird vorausgesetzt, dass man weiß, wann die Formel angewandt werden kann, und wann nicht.

Das Thema wird in einem kleinen Absatz abgefrühstückt. Es gibt bestimmt ganze Bücher, welche sich nur mit diesem einen Thema befassen. Dies will man dann aber i.d.R. nicht lesen, da einem am laufenden Band maxwellsche Gleichungen an den Kopf geworfen werden, und zu allem Überfluss auch noch mathematische Operationen aus der Vektoranalysis und andere Gemeinheiten darin vorkommen.


Schilder dein Problem doch mal etwas genauer.
"Spule mit Ferritkern" kann ja erst mal alles oder nichts sein.
Wie wir schon festgestellt haben, ist das Material des Spulendrahtes bei der Betrachtung unerheblich.


_________________
Theoretisch gibt es zwischen Theorie und Praxis keinen Unterschied. Praktisch gibt es ihn aber.

[ Diese Nachricht wurde geändert von: Offroad GTI am  1 Aug 2018  7:57 ]

BID = 1041496

perl

Ehrenmitglied



Beiträge: 11110,1
Wohnort: Rheinbach


Zitat :
f ist bei bei mir 117kHz

Wo kommt denn dieser drollige Wert her?
Stammt die Aufgabe etwa aus der doch etwas aus der Mode gekommenen TF-Telefonie?


Wie gesagt: Im Kupferdraht existieren bei der üblichen Betrachtungweise keine elektromagnetischen Wellen.
Zwar ist, wie andere Materialien auch, Kupfer für Röntgenstrahlen etwas durchlässig und in dünnsten Schichten auch für sichtbares Licht, aber diese Frequenzen sind um viele Zehnerpotenzen höher.
Übrigens benutzt man diese Eigenschaft routinemäßig zur Strukturaufklärung, also um die räumliche Anordnung der Atome und Moleküle einem Material zu bestimmen.
Dabei findet man so nebenbei, dass die Ausbtreitungsgeschwindigkeit dieser Wellen im Material sich allenfalls unmerklich von c unterscheidet.



BID = 1041501

nabruxas

Monitorspezialist



Beiträge: 9074
Wohnort: Alpenrepublik


Zitat :
Das Thema wird in einem kleinen Absatz abgefrühstückt.

Lektüre gefällig?
Trilogie der induktiven Bauelemente

_________________
0815 - Mit der Lizenz zum Löten!

BID = 1041537

Schwab

Gerade angekommen


Beiträge: 19


Zitat :
Schilder dein Problem doch mal etwas genauer.
"Spule mit Ferritkern" kann ja erst mal alles oder nichts sein.




Ich habe eine Spule mit der Windungszahl n um einen ringförmigen Ferritkern gewickelt.
Über eine andere Spule induziere ich Spannung auf diesen Ring.

Dabei möchte ich eine möglichst fehlerfreie Übertragung. Die Induzierte Spannung überträgt Daten (als Rechteckspannung)

Ich habe erhofft dass ich unter anderem die Übertragung damit verbessere, indem ich die Windungszahl meiner Spule auf dem Ringförmigen Ferritkern so bestimme, dass sie für die Wellenlänge verträglicher ist.

Tatsächlich ist das gerade technisch der einzige Parameter an dem ich rumspielen kann.

Ich habe damit bereits einen Erfolg erzielt. Meine Übertragung ist mittlerweile gut. Ich würde das aber gerne rechnerisch belegt bekommen und wissen ob vlt. Eine andere Windungszahl noch besser wäre.




BID = 1041546

mlf_by

Schriftsteller



Beiträge: 881
Wohnort: Ried

Lassen sich Ringkerne als Antennenträger missbrauchen? Aufgrund des magnetischen Kurzschlußes würde ich eher zu ´nein´ tendieren ...


Zitat :
Tatsächlich ist das gerade technisch der einzige Parameter an dem ich rumspielen kann.
Was heißt das? Warum ist das so?

Du rechnest also wohl schon mit den falschen Zahlen für ´c´ in die Formel gehört (vermutlich) c in Luft, nicht im Vakuum.


Zitat :
dass sie für die Wellenlänge verträglicher ist
Du musst "nur" deine Antenne auf die Wellenlänge des Sendesignals anpassen.

... Auf was für eine, dürfte ziemlich wurscht sein. Denn solltest du tatsächlich einen (schönen, und starken) Rechteck an der Sendeantenne rausbekommen, hättest du ein ziemliches Störspektrum im Bereich von irgendwo 117kHz bis 25MHz. Irgendeine der Oberwellen zufällig zu erwischen kann eigentlich nicht so schwer sein


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