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Animationen / Leitung2
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Impulse auf Leitungen

Wird eine Gleichspannung U0 über eine Impedanz Z an den Eingang einer Leitung vom Wellenwiderstand ZL gelegt, so breitet sich im Augenblick des Einschaltens () ein Wellensprung entlang der Leitung aus. Für  ergibt sich für die hinlaufende Welle  .

Erreicht die Welle das offene Ende der Leitung (), so wird die Welle total reflektiert (Reflexionsfaktor  ) und die Spannung steigt auf den doppelten Wert  . Nach der doppelten Laufzeit 2tl erreicht die reflektierte Welle wieder den Leitungseingang.

Im Falle einer ausgangsseitig kurzgeschlossenen Leitung wird die Spannung beim Eintreffen der Welle zu Null. Der Reflexionsfaktor ist diesmal  .

Handelt es sich am Ausgang der Leitung um einen ohmschen Abschluß R, so erzeugt die erste Reflexion einen Spannungssprung von 1 auf . Es ist dann

 .

Ist der Leitungsabschluß mit einer Induktivität oder Kapazität behaftet, so entsteht nach der Reflexionssprungstelle ein Spannungsverlauf nach einer Exponentialfunktion. Der Anfangswert der e-Funktion entspricht jeweils dem Reflexionsfaktor, für den der beteiligte Blindwiderstand seinen Wert für  annähme. Eine Induktivität wirkt im Einschaltmoment zunächst wie ein Leerlauf, eine Kapazität wie ein Kurzschluß. Als asymptotischer Endwert ergibt sich derjenige, der von dem Blindwiderstand für  hervorgerufen würde. Bei Gleichspannung wirkt eine Induktivität wie ein Kurzschluß, eine Kapazität wie ein Leerlauf.

Zur Veranschaulichung dieser Verhältnisse ist es bei der nachfolgenden Animation unter dem Karteiblatt "Einstellungen" möglich, den Feldwellenwiderstand sowie Resistanz und Reaktanz der Abschlußimpedanz anzugeben und darüber hinaus die Impulslänge als Vielfaches der Leitungslänge zu definieren. Weiterhin ist 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