[Optimist71]

Hallo Matthias,

Zitat von Matthias Kallenberger

In gewöhnlichen Wellenberechnungen werden die Wellenlängen über Lichtgeschwindigkeit und Hertz-Frequenz berechnet.
Man geht davon aus, dass z.B. 50.000 Hz eine Wellenlänge von 300.000 km/s:
50.000 Hz = 6 Meter (Wenn ich mich recht erinnere) sein soll. Jedenfalls, auch wenn diese Rechnung hier nicht ganz stimmt, werden die Wellenlängen immer kürzer, wenn die Frequenz in Hz ansteigt. Im Giga-Hertz-Bereich sind sie extrem kurz.

Fast ... Die Netzfrequenz betraegt bei uns 50 Hz, nicht 50 000 Hz. Somit ist die Wellenlaenge 6000 km und nicht 6 m (wenn ich mit der Vakuum-Lichtgeschwindigkeit *) rechne). Im Verhaeltnis zu den Abmessungen von Feld-, Wald- und Wiesen-Elektroanlagen also so gross, so dass Spannungs- und Stromfunktionen mit sehr guter Naeherung als reine Zeitfunktionen u(t) und i(t) beschrieben werden koennen.

*) Im uebrigen ist der Wert der Lichtgeschwindigkeit nur fuer Wellenausbreitung im Vakuum der bekannte Wert 3 * 10^8 m/s. Im Medium (wie z.B. Kupfer) ist der Wert niedriger und zudem frequenzabhaengig.

Wie verhält es sich in einem Leiter (Spule unter Induktionseinfluss), wenn die Frequenz des Wechselstroms erhöht wird? Die Elektronen, von denen man ausgeht, dass sie sich langsamer als ihre Stoßkräfte und deren Kettenreaktionen bewegen sollen und dabei Lichtgeschwindigkeit, deren erzeugter elektrischer Strom müsste ja in einer Hz-Phase zig tausendmal mit Lichtgeschwindigkeit wechseln. Dabei müsste sich doch auch der Aktionsweg der Elektronen (Quanten) drastisch verkürzen. Bei erreichen der ultimativen Höchstfrequenz müssten die Quanten theoretisch (fast) stehenbleiben.

Da bringst Du was durcheinander, naemlich Wellenausbreitungsgeschwindigkeit und Geschwindigkeit der Ladungstraeger. Im Falle von Netzspannung am Kupferleiter ist erstere ohnehin uninteressant, da mit sehr guter Naeherung der Spannungs-Momentanwert am Leitungsanfang und am Leitungsende uebereinstimmen (Du kannst genausogut c = unendlich annehmen). Wie ich oben schon geschrieben habe, ist die Spannungsfunktion in unserem Fall lediglich eine Funktion der Zeit, d.h. wir sprechen nicht mehr von Wellen sondern lediglich von Schwingungen.

Die Ausbreitungsgeschwindigkeit der Ladungstraeger wird, im Sinne von Ladungstraeger pro Zeiteinheit, durch den elektrische Strom i dargestellt. i(t) = dq(t)/dt ("Strom = Aenderung der Ladung dq pro Zeitintervall dt") = . Der Strom ist wiederum von der angelegten Spannung und einer Last (Widerstand oder Impedanz) abhaengig.

Ein weiterer Artefakt ist die Tatsache, dass die Doppelwelle der Hz-Phase ja so erscheint, dass erst auf Lichtgeschwindigkeit (LG) beschleunigt wird und davon weg wieder verzögert wird. Auf den Scheiteln der Wellen erreicht sie kurzzeitig ihr höchstes Geschwindigkeitspotenzial.

Nein. Die Geschwindigkeit der Welle aendert sich nicht. Das periodische Umkehren der Stromrichtung ist die Welle / die Schwingung selbst.

In der Ruhephase bleiben die Elektronen oder Quanten theoretisch kurz unbeweglich.

Das stimmt ebenfalls nicht, Quanten sind niemals unbeweglich. Stillstand ist fuer Quanten nichteinmal definierbar. Das ist allerdings in der Quantenmechanik begruendet, eine Erklaerung wuerde hier zu weit fuehren.

Je mehr Wechsel in einer Sekunde stattfinden, desto öfters wird beschleunigt und verzögert, und desto kürzer ist die Phase der erreichten LG auf den vielen Scheiteln. Bei 500 kHz wären es praktisch 1 Million Scheitel. Durch die hohe Bewegungsaktivität in der Sekunden-Zeit-Einheit müsste ja auch eine hochpotenzierte Reibungsaktivität im Leiter stattfinden (molekular gesehen). Sehe ich das so richtig?

Nein, siehe oben. Allerdings gibt es schon obere Grenzen fuer Wechselstromfrequenzen auf Leitern. Ab einer bestimmten Frequenz wird das Signal immer mehr abgedaempft, und extrem hohe Frequenzen koennen ueber den Leiter nicht mehr uebertragen werden, da das Signal vollstaendig abgedaempft wird. Der Grund dafuer liegt an den Materialeigenschaften des Leiters. Fuer niedrige Frequenzen ist der Leiter lediglich ein ohmscher Widerstand, fuer hoehere Frequenzen machen sich dann aber auch kapazitive und induktive Erscheinungen der Leitung geltend, so dass diese dann als ein Tiefpass-Filter aufgefasst werden kann.

Ærbødigst
-- Optimist