Wie wird der ohmsche Widerstand R beim Eintreten des Skin-Effekts berechnet? Zuerst dachte ich mir indem man bei der Formel für den ohmschen Widerstand der 'normalen' Leitung von dem Leitungsdurchmesser die Skin Tiefe subtrahiert, jedoch erscheint mir dies viel zu einfach?
Berechnung des ohmschen Widerstand unter Betrachtung des Skin-Effekts
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servicesucheservicesuche
das find ich jetzt hoch interessant.der skineffekt hat seine wurzeln in der quantenphysik. wenn man ihnerklärenwill und seine berechnung anstrebt muss man tief einsteigen.ausserdem ist es ein wesentlicher unterschied, ob es sich um ein stromfeld- also etlich 1000 ampere, hohlleiterz.b. handelt, oder um hf. dann ist noch zu klären: MHZ oder GHZ.warum ? es gibt " nebelfelder"alsoetwa von 100 khz bis etwa 300 MHZ ist der skineffekt vernachlässigbar klein. ab 300 bis etwa 350 mhz- je nach aufbau, reicht er schon aus um energie zu koppeln. ab da ist er fast linear bis etwa- je nach material und temp bis etwa 700MHZ. ab etwa 800 mhz kommt ein knickpunkt, und das verhalten ändert sich komplett zur skinübertragung.jetzt sind die skinverluste verluste weit höher als die ohmschen, entsprechende bauweise vorausgesetzt. es tritt jetzt auch eine verwirbelung der magnetfelder auf das seineseits bedeutet aber auch, das der stromfluss sich komplett vom ohmschen widerstadn löst. siehe spraleitfähigkeit.hier haben wir das vergleiche quantenmechanische verhalten vorliegen. das gilt aber nur für die hf im GHZ bereich.und je näher du der atomaren resinazfrequenz kommst um so signifikanter wird das nicht mehr vorhersagbarkeits risiko. bei gleichstrom sieht die sache dann ganz anders aus, dieser skineffekt beruht auf den kernströmen. daher ist die form des leiters auch für die betrachtung wichtig und es ensteht ein ganz anderes bild. da elektronen magnetisch beeinflussbar sind- siehe cern- und jeder stromdurchflossene leiter ein magnetfeld hat, tritt im innern des leiters eine verdrängung auf. elektronen werden quasi wie in einem rohr aussen gebündelt.das innere wird stromfrei durch das magnetfeld.da dieser teil stromfrei ist, kann man ihn auch entfernen und/oder für andere zwecke nutzen.nur, wenn man sich hier einem " strom nähert, der die geschwindigkeiten der valenzelktronen so stark beschleunigt dass man sich der molekularen resonanzfrequenz nähert kommt auch hier der knickpunkt. ähnlich wie bei wasser, er verdampft irgendwann mit einem lihbogen und plasmaerscheinungen. um also eine genaue berechnung wozu auch immer zu erhalten sind die hauptbestandteile der formel- wenn sie denn genau eingegrenzt werden kann: abgeschlossenes system, frequenz, material,temperatur,kurvenform,dielektrikum, dauernde, durch eigenverbrauch bestimmte leistung, subversionsstreuung und wirkfaktor sowie umgebungskonstanten, das ist also wirklih kompliziert und lässt sich am besten- wenn auch ungenaue- empirisch erfassen. bei skingleichstrom ist es ähnlich, hier jedoch muessen die werte geändert werden, bzw andere fromelgrössen eingesetzt werden wie z.b. verwirbelungsfaktor, materialreinheit und art der verunreinigunge,speicherenergie der luftspule, eigenverbrauch des systems,, der " lou" punkt muss bestimmt werde. das ist etwa wie bei flüssigkeiten. bis zu 3 grad ist wasser flüssig, unter drei grad etwa ab 1 grad fest uber etwa 97 grad verdampft es, aber das ganze system lebt vom aussendruck, die werte sehen an der küste anders aus als auf dem mount everest. genau so ist das auch beim holleiter. man dimensioniert ihn eben grösser, und man spart sich viel rechnerei, und hat dann " sicherheitsreserven" drin. die - wie egsagt sind allerdings eher eine nette austricksung der nicht festlegbaren variabelen. man müsste wissen : wofür soll es sein, welche frequenz meinst du, welche werte sind konstannt, welches spektrum kann und darf entsthen, welches material, welche umgebung etc etc etc... wenn du diese werte zusammen hast, könnte man versuchen die werte technisch zu konkretisieren. nur- ein blick in die heisenbersche unschäfe zeigt gerade diese unschärfe macht das ganze erst berechenbar, allerdings nicht auf dem herkömmlichen zahlenstrahl, damit entgleitet das system aber dem rationalen empfinden. sieh es mal so: ein magnet ist seit vielen hundert jahren physikalisch bekannt. man kann ihn herstellen , mit ungeheuren stärken ausrüsten aber versuch doch mal rauszufinden woher eben genau dieser magnetismus kommt, welche konstellationen notwendig sind um magnetismus zu erzeugen. warum ist kupfer nicht magtnetisch? weil es keine elementarmagnete hat. was sind elementarmagnete? woraus bestehen sie? welchen sinn haben eben diese konstellationen? eine wiklich greifender erklärung, die allerdings eher sinnlos wirkt kann nur die quantenphysik liefern und trotzdem arbeiten wir mit magnetismus schon ewigkeiten und wissen unmengen über ihn, nur nicht des pudels kern. ich bin gerne bereit dir weiter zu helfen, nur, deine kenntnisse müssen dan erweitert werden. mit dem normalen schulwissen oder elektrotechischen wissen kommst du da nicht über die empirik hinaus, du kannst mir die werte gerne senden ...
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PhonogenPhonogen
Das ist eine verdammt schwierige Frage, hast du schon mal bei Wikipedia geschaut, dort wird es sehr gut erklärt : http://de.wikipedia.org/wiki/Skin-Effekt. Deshalb nimmt ja auch Koaxkabel mit einem speziellen Dielelektrikum, am besten Luft um die Störung zu minimieren. Der Abstand zwischen Inen- und Außenleiter sollte so groß wie möglch sein. Gute Koaxkabel sind 2 cm dick, wie z.B. Ecoflex, was wir in der HF-Technik verbauen. Ein anderer Beitrag von Wiki diesbezüglich ist die Wellenimpedanz. Mit den beiden solltest du in der Lage sein den Skin-Widerstand zu berechnen. Ich weiß zwar nicht wofür du (man) das brauchst, ich wünsch dir trotzdem viel Erfolg. Bei HF ist noch viel empirisch, weil sich nicht alles messtechnisch erfassen lässt, und selbst ein größerer Lötpunkt, Auswirkungen im E-Feld hat.
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guteFrage110810 Zunächst danke für Ihre Antworten..
servicesuche, Danke, das ist es was ich wissen wollte.. Da meine Frage im Zusammenhang zu meiner Facharbeit steht und ich meine Ergebnisse anhand der Schulphysik erklären und vor allem verstehen muss kommt es für mich nicht in Betracht näher auf dieses Thema einzugehen. Ich lehne daher auch dankend ihr Angebot ab Ihnen Werte zu senden, da solche nicht vorliegen.
weckmannu, die Formel für die Skin-Tiefe ist mir bei einer solchen Frage natürlich bekannt.
Phonogen, mir ist bewusst, dass sich der Widerstand durch den Skin-Effekt erhöht, jedoch geht es mir mehr um eine Formel zur Berechnung dieser Widerstandserhöhung. Wie bereits oben genannt bräuchte ich eine solche Formel im Rahmen meiner Facharbeit.
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weckmannuweckmannu
Die Formel bei wiki für die Skintiefe gibt genau das an, wonach Sie fragen. Es ist natürlich zu beachten, daß bei höheren Frequenzen der Wellenwiderstand des Kabels einschließlich Isolierung eine größere Rolle spielt als der Ohm'sche Widerstand.
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