Hi, zwei Fragen: 1) warum ist der (Leistungs)Übertragungsgrad von lose gekoppelten Spulen besser, wenn sie resonannt sind im Vergleich zu einem nicht-resonantern (Luft) Transformator ? Wird der Fluss größer? Wird der Kopplungsgrad besser? wenn ja, warum? Ich suche dafür eine anschauliche physikalische Erklärung. 2) Wie bilden sich Lastimpedanzen von der Sekundär- auf die Primärseite ab? Grüße, Michi
michi42 schrieb: > zwei Fragen: > 1) > warum ist der (Leistungs)Übertragungsgrad von lose gekoppelten Spulen > besser, wenn sie resonannt sind im Vergleich zu einem nicht-resonantern > (Luft) Transformator ? > > Wird der Fluss größer? Wird der Kopplungsgrad besser? wenn ja, warum? > Ich suche dafür eine anschauliche physikalische Erklärung. Ob die Leistungsübertragung bei Resonanz größer wird, hängt davon ab, wie du sie (die Leistungsübertragung) definierst. Betrachtest du das Verhältnis zwischen der Primärspule tatsächlich zugeführter Leistung und der Leistung, die an der Sekundärseite maximal verfügbar ist, dann ist dieses Verhältnis unabhängig davon, ob Resonanz vorliegt. Hängst du das System zwischen eine Quelle mit z.B. 50 Ohm und einer Last von z.B. ebenfalls 50 Ohm, dann kann (muss aber nicht!) die an der Last umgesetzte Leistung in der Resonanz größer sein als außerhalb der Resonanz. Das ist dann eine andere Definition der Leistungsübertragung. Wenn die Resonanz dafür sorgt, dass Imaginärteile verschwinden und die Realteile aufeinander passen, dann hat man ein Optimum. Das wird man bei einer tatsächlichen Anwendung meist versuchen zu erreichen. > 2) > Wie bilden sich Lastimpedanzen von der Sekundär- auf die Primärseite ab? Du hast halt einen Vierpol (=Zweitor) mit einer gewissen Rückwirkung, d.h. die Eingangsimpedanz hängt von der angeschlossenen Ausgangsimpedanz ab und umgekehrt.
:
Bearbeitet durch User
Hi, danke für die Erklärung. Leistungsübertragung würde ich jetzt mal ins Blaue als Raus/Rein bei allseitiger Anpassung definieren. zu 1.) verstehe ich noch nicht ganz. Du würdest also den schlechteren Übertragungsgrad im Luft- Trafo auf Blindanteile aus dem hohen Streufluss zurückführen? Dann würde man ja erwarten, dass der Streufluss durch die Resonanz zurückgeht, d.h. der Kopplungsgrad zunimmt. d.h. es für den Fluss "attraktiver" ist durch die Arbeistsspule zu fließen, als durch Luft. Das scheint mir etwas seltsam. Bei einem (stark gekoppelten) Trafo werden auch komplexe Anteile transformiert - bei realen Lasten ist das ganze aus S11 auch bis auf die Streuflüsse real. Oder ist es eher so, das im Resonanzfall einfach der Strom durch die Spule(n) um die Systemgüte höher ist und damit mehr Fluss zur Verfügung steht. zu 2.) Das ist ja auch zu erwarten, aber etwas allgemein formuliert. Wie rechnet man das? Bein Trafo ESB ist's ja recht einfach.
michi42 schrieb: >warum ist der (Leistungs)Übertragungsgrad von lose gekoppelten Spulen >besser, wenn sie resonannt sind im Vergleich zu einem nicht-resonantern >(Luft) Transformator ? Bei einem nicht-resonanten Schwingkreis laufen die magnetischen Feldlinien außen an der Spule vorbei, duchdringen nicht die Spule. Das Prinzip ist etwa so wie bei einem Dipmeter. https://de.wikipedia.org/wiki/Dipmeter
Klingt für mich nicht richtig. Liefen die Feldlinien aussen vorbei, gäbe es auch keinen induzierten Strom.
michi42 schrieb: > Hi, > > danke für die Erklärung. > > Leistungsübertragung würde ich jetzt mal ins Blaue als Raus/Rein bei > allseitiger Anpassung definieren. Allseitige Anpassung ist Resonanz. > zu 1.) verstehe ich noch nicht ganz. > Du würdest also den schlechteren Übertragungsgrad im Luft- Trafo auf > Blindanteile aus dem hohen Streufluss zurückführen? Generell Blindanteile bei der Eingangs- und Ausgangsanpassung, unabhängig davon wie groß der Streufluss ist. > Dann würde man ja erwarten, dass der Streufluss durch die Resonanz > zurückgeht, d.h. der Kopplungsgrad zunimmt. d.h. es für den Fluss > "attraktiver" ist durch die Arbeistsspule zu fließen, als durch Luft. > Das scheint mir etwas seltsam. Der Kopplungsgrad ist durch Spulengeometrie inkl. der Lage der Spulen zueinander abhängig, aber unabhängig davon wie man sie beschaltet und ob man Resonanz erzeugt > > Bei einem (stark gekoppelten) Trafo werden auch komplexe Anteile > transformiert - bei realen Lasten ist das ganze aus S11 auch bis auf die > Streuflüsse real. > > Oder ist es eher so, das im Resonanzfall einfach der Strom durch die > Spule(n) um die Systemgüte höher ist und damit mehr Fluss zur Verfügung > steht. Ja! Ein Serienresonanzkreis zieht aus einer niederohmigen Quelle mehr Stron und erzeugt so mehr Fluss. > > zu 2.) > Das ist ja auch zu erwarten, aber etwas allgemein formuliert. > Wie rechnet man das? > Bein Trafo ESB ist's ja recht einfach. Ich denke man wird auch bei lose gekoppelten Systemen ein ESB hinbekommen.
Ich beschreibe mal im Vergleich dazu das Verhalten von Bandfiltern bestehend aus zwei gekoppelten Schwingkreisen. https://www.radiomuseum.org/forum/die_hoecker_beim_zweikreis_bandfilter2.html - Bei kritischen und überkritischen Filtern ist die Einfügedämpfung niedrig. Wird die Kopplung deutlich unterkritisch, reduziert sich das Ausgangssignal entsprechend. - Bei einer Schwingkreisgüte von 100 ist z.B. eine Kopplung von ca. 0,02 notwendig, um eine kritische Kopplung zu bekommen. Bei einer Güte von 200 reicht dafür ein Kopplungsgrad von ca. 0,01. - Schlussolgerung: Mit einer hohen Güte können per induktiver Kopplung größere Entfernungen überbrückt werden als mit niedriger Güte. Durch die hohe Güte erhöhen sich Strom und Spannung in den Schwingkreisen soweit, bis wieder ein Gleichgewicht eintritt. Die Energie wird kaum in den Schwingkreisen verbraucht, sondern kommt auf der Sekundärseite an.
Anbei mein Senf dazu. Bei luftgekoppelten Induktivitäten (Trafo) liegt der Koppelgrad k (ideal=1) meist in der Größenordnung von ca. 0,5 (+/-0,2). Das heißt, dass der Übertragungsverlust dann so bei 6db(+/-x) liegt, also nur ein Viertel(+/-x) der Leistung ankommt. (Bei Ferrit-Trafos kann man bis k=0,995 kommen). Der Faktor k kann mit insgesamt 3 Messungen der einzelnen Induktivitäten und deren unterschiedlichen Verschaltung relativ einfach ermittelt werden. Bei Resonanz liegt ein Zweikreis-Bandfilter, natürlich mit eingeschränkter Bandbreite b3db vor, dessen Übertragungsdämpfung von verschiedenen Faktoren, wie Leerlaufgüte Qu (2*Pi*f*L/Rverlust) und der sog. Betriebsgüte Qb und dem Koppelgrad (im anhängenden Bild mit q bezeichnet) ab. Die Betriebsgüte ergibt sich aus der Belastung durch Generator- und Lastwiderstand und ist mit fres/b3db definiert. Der Übertragungsverlust hängt bei optimaler Kopplung ("Flachkopplung", bzw. "Butterworth" mit q=1) vom Verhältnis Qu/Qb ab und kann durchaus Werte von <3db annehmen. Ist eine ziemlich komplizierte Materie und hier vereinfacht dargestellt. Vielleicht hilft's zum Verständnis.
B e r n d W. schrieb: > Ich beschreibe mal im Vergleich dazu das Verhalten von Bandfiltern > bestehend aus zwei gekoppelten Schwingkreisen. > https://www.radiomuseum.org/forum/die_hoecker_beim_zweikreis_bandfilter2.html > > Cooler Artikel. Das mit den Höckern wird für mich dadurch einsichtiger, was aber eigentlich gar nicht meine Frage war. (bisher dachte ich LTI Systeme 4. Ordnung machen das halt...) Vielen Dank dafür. Ich hab jetzt verstanden, dass in den resonant gekoppelten Kreisen einfach mehr Energie bzw. Fluß pendelt und daher die "Reichweite" bzw. die Übertragung besser funktioniert als im ansonsten klassischen "Luft"-Übertrager mir nur gekoppekten Induktivitäten. Ich werd mir morgen mal versuchen die Konfigurationen zu simulieren P-P S-P P-S S-S Fast alles was ich bisher an Literatur gefunden habe, beschäftigt sich allerdings mit P-S. Manche Literatur behauptet auch eine Änderung des Kopplungsgrades, was wir ja jetzt als falsch verworfen haben, manche Autoren haben noch ganz andere Ideen (Skalarwellen und so was. BTW: wo kauft man gute Alu-hüte, ich frag für nen Freund :-) ) Habe selbst auch noch was nützliches gefunden, aber noch nicht durchgearbeitet: http://publications.lib.chalmers.se/records/fulltext/220840/220840.pdf Lg,
Bitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.