Verkürzungsfaktor für Platinen aus Glas
Im Unterforum Platinen, Layout - Beschreibung: Herstellung und Bearbeitung von Platinen. Bohren, Löten, Sägen, Fräsen und alle anderen Bearbeitungen von Werkstoffen. Belichtungen von Platinen.
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BID = 975416
vkf
Gerade angekommen
Beiträge: 2
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Guten Tag,
ich habe eine Frage zum Verkürzungsfaktor für eine Antenne auf einer Glasplatine für Frequenzen im ELF-Bereich.
Ich habe recherchiert, dass die relative Permittivität von Glas
bei 18°C und einer Frequenz von 50 Hz zw. 6-8 liegt.
Da ich aber kein Elektroniker oder Elektrotechniker bin, ist mir nicht klar ob eine Berücksichtigung des VKF in solchen Fällen überhaupt notwendig ist, und in welcher Weise sich dieser Wert verändert, wenn sich Temperatur oder/und Frequenz ändern.
Weiters, ob der VKF für Antennen mit schmalem Frequenzbereich und Breitbandantennen gleichermaßen gilt und welche anderen (mir nicht bekannten Parameter) zu berücksichtigen sind.
Besten Dank für Aufklärung, im Voraus
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BID = 975419
perl
Ehrenmitglied
Beiträge: 11110,1
Wohnort: Rheinbach
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Zitat :
| habe recherchiert, dass die relative Permittivität von Glas
bei 18°C und einer Frequenz von 50 Hz zw. 6-8 liegt. |
Ich habe auf die Schnelle Werte zwischen 5 und 15 gefunden, Quarzglas liegt um 4.
Genauer und recht einfach geht natürlich messen.
Zitat :
| | ist mir nicht klar ob eine Berücksichtigung des VKF in solchen Fällen überhaupt notwendig ist, |
Nicht bei so niedrigen Frequenzen.
Der Verkürzungsfaktor berechnet sich als 1/Wurzel(εr), beträgt bei Quarz also 0,5.
Die Wellenlänge ist bei 50Hz aber so riesig, dass bei üblichen Dimensionen praktisch keine Laufzeiteffekte zu beachten sind.
Im europäischen Verbundnetz zwischen Gibraltar und Hammerfest mag die Laufzeit freilich eine Rolle spielen.
P.S.:
Zitat :
| | eine Antenne auf einer Glasplatine |
Glück und Glas -
wie leicht bricht das!
Warum nimmst du nicht Kunststoff oder gar Holz?
Etliche Gläser sind elektrisch gar nicht mal so gut, wie man meinen möchte.
Vermutlich jeder Fernsehtechniker hat schon unangenehm die elektrischen Nachwirkungen von Kondensatoren mit Glas als Dielektrikum erlebt, und auch bei hohen Frequenzen, wie im Mikrowellenherd, kann man oft die Erwärmung durch dielektrische Verluste beobachten.
PE, PP, und besonders PTFE sind bei allen Frequenzen viel besser.
Styroporplatten sind auch recht gut und ihr Verkürzungsfaktor ist nur wenig von 1 verschieden.
[ Diese Nachricht wurde geändert von: perl am 3 Dez 2015 6:10 ] |
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BID = 975666
vkf
Gerade angekommen
Beiträge: 2
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Danke für die Infos, aber da ist noch einiges unklar!
Zitat :
| | Die Wellenlänge ist bei 50Hz aber so riesig, dass bei üblichen Dimensionen praktisch keine Laufzeiteffekte zu beachten sind. |
λ von 50 Hz = 5995,85 km. Wenn sich bei einer relativen Permittivität von 7 (VKF=0,3379) die Ausbreitungsgeschwindigkeit auf ~ 1/3 reduziert, ergibt sich eine Wellenlänge von 2265,8 km.
Wenn das kein Unterschied ist, oder habe ich da etwas nicht richtig verstanden?
Zitat :
| | Genauer und recht einfach geht natürlich messen |
Womit und wie mißt man die relative Permittivität genau?
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BID = 975672
perl
Ehrenmitglied
Beiträge: 11110,1
Wohnort: Rheinbach
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Zitat :
| λ von 50 Hz = 5995,85 km. Wenn sich bei einer relativen Permittivität von 7 (VKF=0,3379) die Ausbreitungsgeschwindigkeit auf ~ 1/3 reduziert, ergibt sich eine Wellenlänge von 2265,8 km.
Wenn das kein Unterschied ist, oder habe ich da etwas nicht richtig verstanden? |
Du dürftest auf einige Schwierigkeiten stossen, wenn du versuchst eine Glasplatte mit mehr als der 10-fachen Fläche der Bundesrepublik Deutschland anzufertigen. 
Zitat :
| | Womit und wie mißt man die relative Permittivität genau? |
Man schiebt das Material z.B. zwischen zwei Kondensatorplatten und misst die Kapazitätserhöhung.
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BID = 975673
BlackLight
Inventar
Beiträge: 5303
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Interessehalber eine Zwischenfrage: Lässt sich das (einseitige) Substrat bei niedrigen Frequenzen gut mit einem Faktor beschreiben? Ein Kollege hat eine ähnliche Problemstellung im Mikrowellenfrequenzbereich (10 GHz) und geht da numerisch mit einer Finite-Elemente-Methode dran.
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BID = 975676
perl
Ehrenmitglied
Beiträge: 11110,1
Wohnort: Rheinbach
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Zitat :
| | Lässt sich das (einseitige) Substrat bei niedrigen Frequenzen gut mit einem Faktor beschreiben? |
Ja, solange keine ferromagnetischen Stoffe zugegen sind, hat man es praktisch mit reinem E-Feld zu tun und es reicht ε und der tan(δ).
Natürlich muss man ggfs. auch noch andere Parameter wie Durchschlagfestigkeiten und Temperaturabhängigkeiten berücksichtigen.
Bei Mikrowellen sieht die Sache anders aus, weil dort wegen des Skineffekts die Widerstandsverluste des Leiters sehr merklich werden, und die Welleneigenschaften des EM-Feldes fast überall zu spüren sind.
Als Faustregel sagt man, dass Strukturen mit einer Größe von λ/100 nicht mehr zu vernachlässigen sind.
Bei 10GHz wären das 0,3mm, bei 50 Hz Dutzende von Kilometern.
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