Hallo,
Wenn es am Leitungsende eine Reflextion gibt, bedeutet dies ja
gerade, das das Ende nicht angepasst ist und nicht alle
Energie im Leitungsabschluss verbraten wird.
Wirklich? Formal bedeutet es erst einmal nur, daß ein Teil
der Welle reflektiert wird.
Naja, zumindest ist ist in Praxis so, am Ende der Leitung ein
Abschlusswiderstand ist.
Es kann natürlich auch sein, dass in einen Kabel ein weiteres
angeschlossen ist und die Stoßstelle eine Fehlanpassung darstellt,
die eine Teilreflektion verursacht. Der Rest der wird dann eben
weiter geleitet.
Jau, ist bekannt. Und für den weitergeleiteten Teil hab ich auch kein Problem.
Wenn am Generator was zurückkommt, dann wird es entweder wieder
reflektiert oder vom Generator selbst absorbiert.
Dazu habe ich mir ja gerade diesen speziellen Fall angesehen:
Wie soll der Generator Energie absorbieren? Der
Innenwiderstand ist hier ja stromfrei. Da es ein ohmscher
Widerstand ist, fließt an dieser Stelle in diesem Zustand also
weder Energie in die Leitung hinein und auch keine hinaus.
Die Wellengleichungen sagen aber, daß die rücklaufende Welle
nicht reflektiert wird (Anpassung!).
Hm, wenn sie nicht reflektiert wird und nicht absorbiert,
wo bleibt dann die Ernergie?
Bingo! Genau das ist meine Frage!
Auf Grunde der Größenordnungen hat man hier wohl etwas andere
Perspektive und einen Sonderfall.
Sehe ich nicht so. Wieso sollten Größenordnungen hier eine
Rolle spielen? Man kann die gekoppelten Pendel ja beliebig
klein machen und beliebig viele davon einsetzen - das ändert
am Problem nichts.
Ich denke, die Energie steht in der Welle, was aber nicht heißt,
dass in jedem winzigen Fragment der Welle die gleiche Energie steckt.
Mit diesem Bild der in der stehenden Welle stehenden Energie umgeht man das Problem der rücklaufenden Energie am Leitungseingang. Wir haben aber trotzdem auch in der stehenden Welle eine hin- und eine rücklaufende Welle. Deren Überlagerung ergibt ja bekanntlich die stehende Welle.
Mit diesem Bild hätten wir also im Einschwingfall durch die hinlaufende Welle einen Energietransport vom Leitungseingang in Richtung Lastende, der die Leitung in dieser Richtung mit Energie auflädt.
Nun baut sich mit der rücklaufenden Welle die stehende Welle dann vom Lastende her auf während in dieser Zeit noch Energie durch den Leitungseingang in die Leitung fließt. Diese Energie wird auch im Feld der stehenden Welle gespeichert.
Irgendwann kommt die rücklaufende Welle am Leitungseingang an und dann beginnen für mich die Fragen.
Wenn ich mir eine auf der Leitung kreisende Energiemenge vorstelle, dann bin ich nahe an dem Bild, daß die jeweilige Welle auch jeweils Energie transportiert. Dies ist im Ein- und Ausschwingfall ja auch unzweifelhaft richtig.
Ich komme aber in argumentative probleme am Leitungseingang.
Da könnte man auf die Idee kommmen, daß die stehende Welle dann dafür sorgt, daß gar keine Energie mehr in die Leitung eintreten kann. Daß wir also eine „ruhende“ Energiemenge in der stehenden Welle haben. Dieses Bild würde dann dem Energieerhaltungssatz besser entsprechen, nur wäre der Energietransport dann von der Wellenausbreitung entkoppelt. Der Energietransport würde dann nur über die Überlagerung aller Wellen geschehen und nicht über die jeweiligen Einzelwellen.
(Wenn ich mir das wegen der Welle- Teilchen Dualität für elektromagnetische Wellen dann aber wieder versuche mit bewegten Ladungsträgern vorzustellen …)
Da fließt die Energie nicht durch die Knoten.
Du darfst jetzt nicht einen einzelnen Punkt einer Welle
mit der Welle gleichsetzen.
Umgekehrt wird ein Schuh draus: Für jeden Punkt der Welle
gelten die gleichen Gesetze. Also auch in den Knoten. Und wenn
es da argumentative Probleme gibt, dann hat das ganze Bild ein
Problem.
Dass die gleichen Gesetze gelten, bedeutet doch nicht, dass sich
jedes Segment einer Welle gleich verhält. Wenn das so wäre,
gäbe es keine Wellenberge und keine Knoten.
Uff - hier treffen wir auf die Grenzen der sprachlichen Möglichkeiten. 
Was genau bedeutet der Begriff „verhält“? Aber ich denke wir sind da auf einer Linie - das brauchen wir nicht auszuwalzen und können uns auf das Problem an sich konzentrieren.
Es ging mir hier um die Tatsache, daß wenn wir hin und rücklaufende Energieströme in einer stehenden Welle haben, daß diese dann auch durch die Knoten müssen. Oder aber die Knoten haben eine „spiegelwirkung“ …
Um es nochmal plastisch zu machen:
Nehmen wir an, der Sender gibt im Einschwingfall 1 MW in die
Leitung ab. Fließt nun im eingeschwungenen Zustand
kontinuierlich eine Leistung von 1 MW zum Kurzschluß, wird
dort reflektiert und fließt dann zurück zum Leitungseingang?
Das ist doch das Bild das in der Leiteratur gerne verwendet wird.
Hm, was in der Literatur dazu steht, weiß ich jetzt nicht.
Ich könnte ein paar Zitate liefern. Dieses Bild wird jedenfalls häufig verwendet (auch in der Fachliteratur, nicht nur bei den Funkamateueren).
In Summe fließt auf der Leitung dann keine Energie - also
paßt das erstmal zum Energieerhaltungssatz.
Ich will mich da nicht so sehr weit aus dem Fenster lehnen,
weil Feldtheorie lange lange her ist ;-(
Ich denke nicht, daß wir die Feldtheorie hier im Detail brauchen. Im Grundsatz müßte das Problem viel weiter unten liegen, nämlich im Wellenkonzept. An dieser Stelle sind meine Physikbücher dann auch recht „ungesprächig“.
Wir haben eine Welle. Im Allgemeinen sagt das erstmal nur aus, daß sich ein Zustand mit der Zeit im Raum fortpflanzt.
Bei Seilwellen, Wasserwellen etc. erklärt man dann wie stehende Wellen entstehen. Dort untersucht man auch den Energieinhalt der stehenden Welle in Abhängigkeit vom Ort, sagt aber nichts über Energieflüsse in diesen stehenden Wellen aus.
Die Elektrotechniker haben da einen anderen Blick drauf und die reden nicht nur von reflektierten Wellen, sondern auch von reflektierter Energie. Die ganze Mathematik und die physikalischen Modelle dahinter sehen mir aber genauso aus wie bei Wasserwellen etc. so daß sich die Energiefrage dort eigentlich genauso stellt (nur niemand fragt danach).
Aber: Was genau passiert dann am Leitungsanfang. Die Energie
kann ja nicht zurück in den Generator. Sonst müßte der
Innenwiderstand warm werden, denn da muß die Energie durch.
Doch, dann wird der Generator warm. In Praxis ist das IMHO so.
Ich rede hier natürlich über idealisierte Generatoren. In der Praxis haben wir Verluste und dann wird’s natürlich warm. In diesem idealisierten Bild müßte der Innenwiderstand des Senders IMHO aber kalt bleiben.
Wir sind uns einig, daß in dieser Konstellation (der Generator arbeitet gegen einen virtuellen Leerlauf) kein Strom durch den Innenwiderstand des Generators fließt?
