Woher kommen die Oberschwingungen in der Leitung

Hallo,
man hört oft, dass elektronische Bauelemente Oberschwingungen erzeugen.
Woher kommen diese? Wie erzeugt ein Tansistor, der nur ein und aus geht solche Oberwellen und warum sind die so störend im Netz?
Stören diese Oberwellen wieder andere Geräte, weil dadurch die Netzfrequenz von 50Hz abweicht? Hat so ein kleiner PC die Auswirkung so etwas zu tun und ein ganzes Netz zu stören?

Danke für die Antwort
Tim

Hallo Tim,

man hört oft, dass elektronische Bauelemente Oberschwingungen
erzeugen.
Woher kommen diese?

Dafür ist dieser Herr zuständig:
http://de.wikipedia.org/wiki/Jean_Baptiste_Joseph_Fo…
http://de.wikipedia.org/wiki/Fourierreihe

Wie erzeugt ein Tansistor, der nur ein und
aus geht solche Oberwellen

Fourier hat gezeigt, dass man durch Addition sinusförmiger Spannungen eine Rechteckspannung erzeugen kann.
Beim Schalten entsteht eine Flanke, also ein Ausschnitt einer Rechteckspannung und diese enthält entsprechende Oberwellen. Je steiler die Flanke ist, umso mehr Oberwellen gibt es und umso energiereicher sind diese.

und warum sind die so störend im Netz?
Stören diese Oberwellen wieder andere Geräte, weil dadurch die
Netzfrequenz von 50Hz abweicht?

Die Oberwellen können bis in den GHz Bereich reichen. Damit kannst du zunächst einmal alle Geräte welche mit Funk arbeiten stören.
Im Bereich bis etwa 20kHz störst du auch schon deine HiFi Anlage.
Und, nicht zuletzt, kann es auch Störungen in Netzteilen verursachen, wodurch dann die angeschlossene Elektronik durcheinander kommt.

Das Ganze wird unter dem Begriff EMV abgehandelt.
http://de.wikipedia.org/wiki/Elektromagnetische_Vert…

Hat so ein kleiner PC die
Auswirkung so etwas zu tun und ein ganzes Netz zu stören?

JA (Siehe EMV)

Beim PC gibt es grundsätzlich schon mehrere Quellen für Störungen:

  1. Das fängt schon beim Schalt-Netzteil an.
  2. Bei einem FSB von 100MHz oder bei ATA 100, liegt schon die Grundfrequenzen mitten im UKW-Band. Da spielen die Oberwellen noch gar keine Rolle.
  3. Dann gibt es noch jede Menge andere Frequenzen wie , Z.B. 66MHz beim PCI-Bus.
  4. Der CPU-Kern wird ja heute auch schon im GHz Bereich getaktet.

MfG Peter(TOO)

Hallo Tim,

man hört oft, dass elektronische Bauelemente Oberschwingungen
erzeugen.
Woher kommen diese? Wie erzeugt ein Tansistor, der nur ein und
aus geht solche Oberwellen und warum sind die so störend im
Netz?

Ich nehme mal an, Du meinst Oberwellen im ursprünglichen Sinn, also ganzzahlige Vielfache von 50 Hz.
Hauptverursacher sind die Gleichrichter mit nachgeschaltetem Siebelko, die sich inzwischen in den meisten elektronischen Geräten befinden. Sie verursachen eine Stromspitze im Bereich Spannungsmaximums, die wiederum eine Trapezförmige Verzerrung der Sinuswelle verursachen. Dazu kommen vor allem einfache Dimmer, die ebenfalls erhebliche Oberwellen ins Netz einbringen.
Stören tun die Oberwellen haupsächlich im Audio-Bereich, wo häufig die Netzfrequenz in den Signalweg einstreut. Die Oberwellen verwandeln den im Normalfall fast unhörbaren 50-Hz-Sinuston in ein deutlich hörbares und störendes Brummen.
Die Energieversorger mögen die Oberwellen auch nicht, da sie deren Leitungen zusätzlich belasten und dadurch zusätzliche Energieverluste in den Leitungen auf Kosten der EVUs verursachen würden.
Zur Vermeidung von Oberwellen verwendet man heutzutage aktive Netzfilter (Leistungsfaktorkorrektur bzw. PFC).

Stören diese Oberwellen wieder andere Geräte, weil dadurch die
Netzfrequenz von 50Hz abweicht? Hat so ein kleiner PC die
Auswirkung so etwas zu tun und ein ganzes Netz zu stören?

Das ist weniger das Problem. Die 50 Hz werden dadurch nicht beeinträchtigt und den Geräten schadet das auch nicht

Jörg

Hat so ein kleiner PC die
Auswirkung so etwas zu tun und ein ganzes Netz zu stören?

JA (Siehe EMV)

Aber es sind ja auch immer mehrere PCs am Netz, sodass sich doch die Oberschwingungen ausgleichen könnten.

Hallo Fragewurm,

Aber es sind ja auch immer mehrere PCs am Netz, sodass sich
doch die Oberschwingungen ausgleichen könnten.

Die Verzerrungen durch die Gleichrichter sind synchron zur Netzfrequenz, diese addieren sich auf alle Fälle.

Andere Störungen können sich gegenseitig kompensieren aber auch gegenseitig verstärken !

Zudem haben fast alle Massnahmen, welch verhindern, dass ein Gerät Störungen aussendet, den „Nebeneffekt“, dass sie auch verhindern, dass Störungen in das Gerät eindringen können.

Und nicht vergessen darf man, dass es EMV-Vorschriften gibt, welche halt einzuhalten sind.

MfG Peter(TOO)