Benutzer Diskussion:Ariser/Stehwellenverhältnis Alternativentwurf

Kommentar zu den Korrekturen des aktuellen Artikels

Meine Gründe für den umfangreichen Umbau:

1. Keine Formel in der Einleitung, siehe auch [1]
2. Die Einleitung "Das Stehwellenverhältnis (englisch standing wave ratio, SWR) ist ein Maß für die stehende Welle, .." steht im Widerspruch zur Definition in Stehende Welle, denn dort gilt V=R. Nimmt man das mathematisch genau, dürfte es überhaupt keine Stehenden Wellen geben, weil ausnahmslos V>R gilt. Aber das ist eine andere Baustelle...
3. die Behauptung "Bei einem Stehwellenverhältnis nahe dem Wert eins wird nahezu die gesamte eingespeiste Leistung in den Verbraucher übertragen" ist falsch, siehe mein Beispiel mit der Hühnerleiter in Ph/Qalitätssicherung. Es können trotz SWR=50 über 99% der Leistung übertragen werden. Man muss es nur richtig machen..
4. Falsch ist auch "Dies ist der angestrebte Zustand, wenn die Leitung der Energieübertragung dient. Dieser Zustand wird erreicht, wenn der Ausgangswiderstand der Quelle, der Eingangswiderstand des Verbrauchers und der Wellenwiderstand der Übertragungsleitung übereinstimmen.". Alle 230V-Leitungen (auch Hochspannungleitungen) sind krass fehlangepasst und genau deshalb sehr gut für die Energieübertragung geeignet: Quellwiderstand≈0 Ohm, Z(Leitung)≈300 Ohm, Lastwiderstand≈10..1000 Ohm. Behauptet nun jemand, Physikalische Gesetze würden nicht für 50 Hz gelten?
5. Der Satz "Dieser Zustand wird erreicht, wenn der Ausgangswiderstand der Quelle, der Eingangswiderstand des Verbrauchers und der Wellenwiderstand der Übertragungsleitung übereinstimmen." gehört nicht in die Einleitung von Stehwellenverhältnis, sondern als Folgerung zu Leistungsanpassung
6. Ich habe den Abschnitt "Stehwellverhältnis von Impulsen und Wellenpaketen" vorgezogen, weil sich damit das SWR besonders anschaulich OMA-verstehbar erklären lässt.
7. Bild aus en.WP, Beschreibung dazu und viele weitere Details ergänzt --Herbertweidner (Diskussion) 12:04, 7. Okt. 2012 (CEST)

Hallo Herbertweidner, freut mich, dass Du die Gelegenheit genutzt hast, hier Deine Änderunge vorzubereiten. War am WE und heute recht beschäftigt, melde mich daher erst jetzt zu Wort.

zu 1. Worte sagen mehr als Formeln, da gebe ich Dir recht. Ich musste mich erst mal einlesen, um Deiner Argumentation, die kurzen Pulse zuerst zu bringen, folgen zu können. Ich glaube jetzt auch, dass es zur Erklärung besser ist, diese vorzuziehen. Es sollte jedoch klar werden, dass das VSWR weitaus häufiger bei den kontinuierlichen Wellen bestimmt wird, zumal es bei den kurzen Pulsen ja auch gar nicht direkt per Voltmeter gemessen werden kann.

zu 2. Der erste Satz ist mir Labsal. Er beschreibt genau, worum es geht. Der zweite sollte um ein "meist" oder "in der Regel" ergänzt werden. Partielle stehende Wellen kann es auch im freien Raum geben, ich gebe zu, dort sind sie schwer zu untersuchen. Aber außerdem kann sich eine stehende Welle auch durch bidirektionale Übertragung auf einem Wellenleiter einstellen, eine Reflektion ist eine mögliche Ursache.

zu 3. Richtig. Ein weiteres (theoretisches) Gegenbeispiel für diesen hanebüchenen Satz ist ein Hohlraumresonator zwischen zwei Leitersegmenten. Die richtigen Moden angeregt dürfte ein Leistungstransport durch den Resonator nicht möglich sein, was ganz offensichtlich Quatsch mit Soße ist.

zu 4. Die Energieübertragung im 50 Hz-Netz ist kein falsches aber vielleicht kein ideales Beispiel für den fehlangepassten Wellenleiter. Tatsächlich kann man dort Fehlanpassung durchführen, und ein theoretisch sehr hohes VSWR erreichen, aber man wird auf der Leitung nie ein Wellenmaximum oder ein Minimum zu Gesicht bekommen, weil das erste Maximum vom Verbraucher 1500 km und das nächste Minimum 3000 km entfernt wäre, oder umgekehrt, je nach Anpassung. Die Übertragungsleitung gilt also bei normalen Strecken (z.B. 300 km Ü-Leitung, l << λ) als konzentriert.

zu 5. Ja.

ansonten macht das Ganze einen ziemlich guten Eindruck!

Sonstige Anmerkungen:

• Ich würde beim Richtkoppler keine Drahtstücke erwähnen, weil es sehr viele Entwürfe gibt, die mitunter gar keinen Draht enthalten, wer wissen will was so ein Ding macht, soll rüberschauen. Bei dem Artikel gibt's übrigens auch viel zu tun, seufz.
• Der Abschnitt Einschwingverhalten bei Pulsfolgen macht mir Kopfzerbrechen, weil hier bei den verbeulten Rechteckimpulsen das VSWR irgendwie kaum mess- und somit anwendbar ist. Natürlich kann man hier auch Wellenformen beobachten, aber eine falsche Anpassung beobachtet man eher an einem Augendiagramm direkt am Empfänger.
• Grundsätzlich wird's danach sehr ausführlich und es kommen viele Aspekte zur Anpassung. Keine Frage, dass die Beschreibung gut ist, aber eventuell könnten einige Teile zu einem anderen passenden Artikel wandern. Muss aber nicht.

Jetzt fehlt noch eine gute Idee, wie wir die Änderungen den Kollegen der Redaktion schmackhaft machen.

Viele Grüße und Danke für die Mühen, --Ariser (Diskussion) 22:01, 8. Okt. 2012 (CEST)

zu 1.: Doch, ein Oszilloskop macht das. Digitalvoltmeter.

zu 2.: Man sollte den Artikel auf Kabel beschränken. Meines wissens wird nur da der Ausdruck SWR verwendet.

Zum Draht: Du meinst verlötete Hohlleiter mit Lochkopplung? Die Drahtlänge brauche ich nur als Begründung für den Stromwandler. So etwas habe ich hier auf 3,6 MHz laufen. Beim Einschwingverhalten würde ich mich ebenfalls über eine bessere Idee freuen, denn so wird es sehr langatmig. Wie soll man sonst klar stellen, dass die reflektierte Energie nicht verloren ist? Falls man diesen Abschnitt entfernt, folgern viele (leider auch "meine Freunde" von der "Physik-Qualitätssicherung"), dass die Last bei hohem SWR (~50) nur einen winzigen Bruchteil der gesendeten Energie bekommt und der Rest den Sender zerstört. Mein Rechenbeispiel mit der Hühnerleiter sagt genau das Gegenteil, da wird mit diesem Energieanteil ping-pong gespielt und letztlich landen 99% in der Last. Wie würdest du das formulieren? mit einer geometrischen Reihe? Tabelle? --Herbertweidner (Diskussion) 12:39, 9. Okt. 2012 (CEST)

Ich meine nicht nur verlötete Hohlleiter sondern z.B. auch Branch-Line- oder Lange-Coupler in Streifenleitertechnik, die sehen teilweise arg ulkig aus. Aber man kann das schon so stehen lassen, wenn es der Erläuterung dient.

Der lange Teil mit dem Einschwingverhalten ist eigentlich gut. Lange Texte sind nicht von vorneherein schlecht. Mein größtes Problem ist der Abschnitt "Einschwingverhalten bei Pulsfolgen". Der will so recht nicht reinpassen, weil der Bezug zum SWR nicht klar wird. Ich nehme an, es geht Dir dabei um das Anpassproblem im weiteren Sinne, aber da finde ich, sollte ein anderer Artikel her.

Viele Teile des Artikels sind momentan aus der Perspektive des "Funkers" geschrieben. Das ist eigentlich kein Problem, sollte aber aus der Einleitung irgendwie hervorgehen, z.B. durch die Erwähnung, dass die Messung des SWR im Funkbereich große Bedeutung hat. Bin heute nicht zum Mitarbeiten gekommen, mal sehen, ob ich morgen mehr Zeit habe. --Ariser (Diskussion) 23:33, 9. Okt. 2012 (CEST)

"Einschwingverhalten bei Pulsfolgen" habe ich eigentlich nur aus Symmetriegründen zu "Einschwingverhalten bei kontinuierlichen Wellen" geschrieben. Bei unregelmäßige Impulsfolgen "schwingt" nix ein. Ganz raus oder treffendere Überschrift? --Herbertweidner (Diskussion) 08:02, 10. Okt. 2012 (CEST)

Ich würde tatsächlich im vorhergehenden Abschnitt schreiben: Bei Signalen ohne kontinuierliche Trägerfrequenz, wie sie in der Datenübertragung, z.B. Ethernet vorkommen, kann kein Einschwingvorgang beobachtet werden. Auch ein Stehwellenverhältnis kann daher weder sinnvoll bestimmt werden, geschweige denn als Messwert zur Fehlerbehebung herangezogen werden. Eventuell kann noch auf das Augendiagramm als Mittel der Wahl verwiesen werden, bzw. die tatsachliche Messung von Leitungsimpedanz und der verschiedenen NEXT, FEXT aller Aderpaare, im Beispiel Ethernet. --Ariser (Diskussion) 22:50, 10. Okt. 2012 (CEST)

Ich würde den Absatz "Refexion von Pulsfolgen" doch gern drin lassen, weil dort beschrieben wird, dass die Störung nicht an der fehlangepassten Last entsteht, sondern am fehlangepassten Sender. Ich finde das sehr bemerkenswert, weil der Sender das SWR nicht beeinflusst. --Herbertweidner (Diskussion) 23:20, 11. Okt. 2012 (CEST)

Kabel bei 50 Hz

Unter anderem hier [2] wird bezweifelt, dass die Leitungstheorie bei Energieübertragung auf 50 Hz-Leitungen anwendbar ist. Es wird ohne Nachweis behauptet: "Die Gesetze der Wellenleitung sind ganz explizit unter der Annahme λ klein gegen die Abmessungen der Leitung abgeleitet worden". Das ist POV in Reinstform.

Aus der falschen Annahme, an einer "nur" x=50 km langen 50 Hz-Hochspannungsleitung gäbe es keine Wellenreflexionen und deshalb auch kein SWR, weil x << λ (6000 km) ist, folgt logisch, dass es bei λ=100 m bis zum Abstand 83 cm vor dem Lastwiderstand auch keine Reflexion gibt! Wenn man also ein Stehwellenmessgerät 30 cm vor Last betreibt, müsste dieses dann prinzipiell P_rücklaufend=0 anzeigen, weil man "zu nah" am Kabelende ist!! Messtechnisch lässt sich problemlos das Gegenteil zeigen.

Folgt man der POV-Behauptung, muss man das besondere physikalische Gesetz angeben können, das bewirkt, dass in größerem Abstand, also bei x=100 cm oder x=20 m dann doch P_rücklaufend messbar ist! Ein solches Gesetz würde mich aber seeeehr überraschen!

Es wäre gut, wenn die am Artikel beteiligten Autoren (Physiker?) die Konsequenzen ihrer Behautungen durchdenken würden, bevor sie wirre Behauptungen schreiben. Meine traurigen Erfahrungen mit den "Kenntnissen" von Physikern auf dem Gebiet der Elektrotechnik kann man hier [3] nachlesen. Das ist keine böse Erfindung, das war halt so. --Herbertweidner (Diskussion) 20:15, 12. Okt. 2012 (CEST)

Ich beziehe meine "Weisheiten" aus dem Artikel Leitungstheorie. Dort ist mehrfach die Rede davon, dass die betrachteten Aufbauten in der Größenordnung der Wellenlänge oder darüber liegen. Ich verstehe es wirklich nicht, aber vielleicht kannst Du mir das Rätsel auflösen:

Ich habe hier ein haushaltsübliches 50-Hz/240-Volt-Netz. Mit 300 Ohm Wellenwiderstand, wenn ich Deinen Zahlenwert benutze. Den halte ich auch von der Größenordnung her für plausibel. Ich belaste meine Steckdose mit 30 Ohm (ein Heizlüfter, zieht 8 A und leistet knapp 2kW).

Die Leitungstheorie sagt mir nun, das Ding sei krass fehlangepasst. Reflexionsfaktor r=(30-300)/(30+300)= -0,8. Ich habe demnach eine rücklaufende Welle von -0,8*240 V = -190 V. An den Klemmen liegt ein Beinahe-Kurzschluss, es bleiben also gerade noch 50 V über. Wenn das ein Fall für die Leitungstheorie ist, dann wende ich sie wohl falsch an? Aber wo?

Umgekehrt lasse ich meine Steckdose leer. Nun sagt die Theorie, dass r=1 und damit die rücklaufende Welle meine Klemmenspannung verdoppelt.

Die Realität ist anders. Ich erkläre mir das im Moment damit, dass die Leitungstheorie diesen Fall nicht korrekt beschreibt. Die Netzfrequenz ist so langsam, dass man den Fall wohl eher als einen "langsam" schwankenden Gleichstrom sehen muss. --Pyrometer (Diskussion) 00:57, 13. Okt. 2012 (CEST)

Danke für's Zulesen. Ich hatte da wirklich die Theorie falsch angewendet und kam zu falschen Schlüssen. :-( Nun muss ich erst mal 'viel' lesen und darüber nachdenken, wo ich noch in meine selbstgestellte Falle getappt bin. --Pyrometer (Diskussion) 10:09, 13. Okt. 2012 (CEST)

Man sollte hier schon den grundlegend unterschiedlichen Betrieb von Leitungen für die Signalübertragung in der Nachrichtentechnik und für Energietransport in der Energietechnik beachten.

In der Nachrichtentechnik geht es um die unverfälschte Signalübertragung. Dafür wird die Leitung am Eingang und am Ausgang mit ihrem Wellenwiderstand abgeschlossen um Reflexionen zu vermeiden. In obigem Beispiel müsste dafür ein 480 Volt Generator über einen 300 Ohm Widerstand an die Leitung angeschlossen werden und die Leitung am Ende mit 300 Ohm abgeschlossen werden. Im Idealfall einer verlustlosen Leitung erreichen maximal 50% der Generatorleistung den Verbraucher. Für diesen Fall würde auch die obige Berechnung für einen 30 Ohm Lastwiderstand zutreffen. Allerdings betreibt niemand eine 240V, 50Hz Energieversorgungsleitung auf diese Weise.

Bei der Energieversorgung geht es um die möglichst 100%-ige Übertragung der Generatorleistung an den Verbraucher. Dafür arbeitet man mit einem Generatorwiderstand gegen Null und einem variablen Lastwiderstand R_min bis unendlich. Von der ganzen schönen Leitungstheorie bleibt dabei nur der Widerstandsbelag (Leitungswiderstand) zu beachten, der bei einem bestimmten maximalen Laststrom einen bestimmten Wert nicht überschreiten darf, damit die Leitungsverluste und Temperatur der Leistung nicht zu groß werden. Der Kapazitäts- und Induktivitätsbelag der Netzleitung kann an der 240 Volt-Steckdose fast immer vernachlässigt werden. Wer meint, dass eine SWR-Messung oder Berechnung an der 240V, 50Hz Steckdose irgendeinen Nutzen oder Sinn hat, sollte das belegen können. Ansonsten sollte man das hier als WP:TF weglassen. -- Pewa (Diskussion) 14:50, 13. Okt. 2012 (CEST)

@Pewa: Deine Antwort trifft nicht das Thema, ganz im Gegenteil! Lies mal hier Diskussion:Stromhandel#Energiemessung.3F und da Diskussion:Europäisches_Verbundsystem#Wohin_flie.C3.9Ft_die_Energie.3F, dort suche ich eine Antwort. Wie will man die Richtung des Energieflusses ohne Richtkoppler-ähnliche Geräte bestimmen? Mal warten, ob in WP:Auskunft jemand helfen kann. --Herbertweidner (Diskussion) 15:16, 13. Okt. 2012 (CEST)

Man benötigt keine Richtkoppler für eine Leistungsmessung bei 50 Hz. Momentanstrom mal Momentanspannung, beide vorzeichenrichtig erfassen (was bei NF kein Problem darstellt) und multiplizieren. Z. B. in einem Drehspulinstrument dessen Dauermagnet von einer Spule für die andere Messgröße ersetzt wurde.

Die guten alten Stromzähler laufen laut Artikel tatsächlich auch rückwärts, falls die Richtung des Transportes sich ändert. --Pyrometer (Diskussion) 02:22, 14. Okt. 2012 (CEST)

Ebenfalls daneben: Im europäischen Verbundnetz will man durchaus wissen, ob Energie von Frankreich nach DL geliefert wird oder umgekehrt. Bei U=400.000 V und I=4000 A geht es dabei nicht nur um ein paar Euros mehr oder weniger. Und dort verwendet man ganz sicher keine Ferraris-Zähler, die auch rückwärts laufen können. --Herbertweidner (Diskussion) 16:22, 20. Okt. 2012 (CEST)

Entwurf verlegt

Ich habe gezwungenermassen alles, was ich selbst geschrieben habe, nach Benutzer:Herbertweidner/Stehwellenverhältnis Alternativentwurf verlegt, weil in Wikipedia:Löschkandidaten/20._Oktober_2012#Stehwellenverh.C3.A4ltnis bemängelt wurde, dass der Anfangstext, von dem nix mehr übrig ist, von Ariser ohne Autorenverzeichnis kopiert wurde. Das dürfte nun vom Tisch sein. Bevor erneute Fragen kommen: die Abschnitte "Auswirkungen auf das Kabel" und "Auswirkungen auf den Sender" stammen ebenfalls 100% von mir, sind aber älteren Datums. Nach bestem Wissen und Gewissen: in Benutzer:Herbertweidner/Stehwellenverhältnis_Alternativentwurf#Auswirkungen_auf_das_Kabel stammt jede Textstelle von mir und kann deshalb kein URV sein. Kopieren von eigenem Text ist kein URV. Ariser hat aber den Anstoss gegeben, alles neu und - vor allem - fehlerfrei zu schreiben. Zumindest deutlich fehlerärmer als die aktuelle Version Stehwellenverhältnis. --Herbertweidner (Diskussion) 09:28, 21. Okt. 2012 (CEST)

Hilfe!

Hallo Ariser,

Ich benötige ganz dringend deine Hilfe hier: Diskussion:Stehwellenverhältnis#Bitte_gezielt_kritisieren.21. Du wärst mir als Moderator 1000-mal lieber als He3nry, der sich dafür anbiedert und gleich vorschreibt, wie das Ergebnis bezüglich Länge und Inhalt auszusehen hat. Bei dem ist von Neutralität keine Spur zu finden, nicht einemal mit der Lupe. --Herbertweidner (Diskussion) 16:20, 29. Okt. 2012 (CET)

Hallo Herbert, tut mir leid, dass ich mich eine Weile ausgeblendet hatte. Leider bin ich momentan sowohl beruflich als auch privat extrem eingespannt. D.h. wenn ich Glück habe, kann ich heute Abend mal für eine halbe Stunde moderierend mitwirken. Ich danke für das entgegen gebrachte Vertrauen und hoffe, dass ich das bei allen Beteiligten nicht enttäusche. --Ariser (Diskussion) 14:20, 30. Okt. 2012 (CET)