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Animationen / Leitung1
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Leitung im Frequenzbereich

Es werde am Anfang einer Leitung eine hochfrequente Wechselspannung eingespeist, die sinusförmig sei. Dann breitet sich eine Welle auf der Leitung aus, die am Leitungsende anhängig vom dort befindlichen Abschlußwiderstand zu einem bestimmten Teil in Richtung Eingang zurückreflektiert wird.
 

Durch Überlagerung von einfallender und reflektierter Welle entsteht eine Spannungs- und Stromverteilung entlang der Leitung. Die Spannungen und Ströme können durch die Abschlußimpedanzen ausgedrückt werden.:

 ,

 .

(Anm.: Die Überlagerung gegenläufiger Wellen auf Leitungen wird detaillierter im Kapitel Gegenläufige Wellen behandelt.)

Im Falle einer ausgangsseitig kurzgeschlossenen Leitung () st die Ausgangsspannung gleich Null und es gilt:

 ,

 .

Bei leerlaufendem Leitungsabschluß () wird der Strom am Ausgang zu Null und für Spannung und Strom auf der Leitung gilt:

 ,

 .

In den bisherigen Fällen bildet sich eine stehende Welle aus, deren Knoten A?und Bäuche im Abstand  zueinander liegen.

Besteht der Leitungsabschluß aus einer Induktivität oder Kapazität, so bildet sich ebenfalls eine stehende Welle auf der Leitung. Spannung und Strom am Leitungsende sind dabei allerdings ungleich Null.

Handelt es sich bei der Abschlußimpedanz um eine allgemeine Impedanz   , so bildet sich keine stehende Welle mehr aus. Die Beträge von Spannung und Strom  bzw.  auf der Leitung erreichen Maximal- und Minimalwerte. Deren Verhältnis wird durch die sogenannte Welligkeit beschrieben:

 .

Ist die Leitung am Ausgang angepaßt, so existiert keine reflektierte Welle.

Zur Veranschaulichung dieser Verhältnisse ist es bei der nachfolgenden Animation unter dem Karteiblatt "Einstellungen" möglich, Feldwellenwiderstand sowie Resistanz uznd Reaktanz der Abschlußimpedanz anzugeben. Weiterhin ist der Darstellungsmodus und die Geschwindigkeit der Animation einstellbar. Unter dem Karteiblatt "Anzeige" erfolgt die Darstellung der Spannung des hin- und rücklaufenden Sprunges sowie der resultierenden Spannung in Abhängigkeit von Ort und Zeit. Außerdem wird die Spannung am Leitungsanfang in Abhängigkeit von der Zeit dargestellt. Nach einer gewissen Zeit wird ein neuer Impuls gesendet, dies kann aber auch durch den Button "Neuer Impuls" geschehen. Mit dem Button "Start" wird nach der Berechnung die Animation gestartet, mit "Pause" angehalten bzw. fortgesetzt. "Stop" bricht die Animation ab.
 

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(c) 1999 Institut für Hochfrequenztechnik, Ruhr-Universität Bochum

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Letzte Änderung: 16.02.2005 | Ansprechpartner: Webmaster