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Zitat von Bauhof
Den Begriff Wellenwiderstand kannte ich bisher nur aus der Elektrotechnik. Welche physikalische Bedeutung könnte man dem Vakuum-Wellenwiderstand zuerkennen?
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Erlaube mir, dass ich dazu kurz Stellung nehme.
Der Wellenwiderstand für das Vakuum kann nicht unmittelbar gemessen werden wie etwa ein ohmscher Widerstand mit einem Ohmmeter. Der Funktechniker misst deshalb im Fernfeld zuerst die verketteten Felder mit einer Feldsonde.
Auf diesem Weg lässt sich dann die Impedanz bestimmen:
Z_o = E/H ≈ 377 Ohm
Gleichwertig bezüglich des Ergebnisses ist auch:
Z_o = sqrt(μ_o/ε_o)
Unterschieden wird in der Literatur zwischen dem Feldwellenwiderstand (Wave impedance) und dem Leitungswiderstand (Characteristic impedance). Weil Induktivitäten und Kapazitäten frequenzabhängige Blindwiderstände bilden, ist auch der Leitungswiderstand frequenzabhängig (und damit eine komplexe Grösse).
Im Vakuum (und näherungsweise auch in Luft) wird der Wellenwiderstand auch als
Freiraumwellenwiderstand bezeichnet. Die Literatur ist darüber nicht einheitlich.
Bei drahtgebundenen Wellen (Lecherleitung, Koaxialkabel) berechnet sich der Leitungswiderstand für hohe Frequenzen (Radiowellen) gemäss:
Z = sqrt(L/C)
Man spricht bei L und C von induktivem und kapazitivem Leitungsbelag.
Die drahtgebundenen Radiowellen bewegen sich infolge des
Skineffektes ausschliesslich auf der Leiteroberfläche, so dass für grosse Leistungen (z.B. bei Senderendstufen) Kupferrohre Verwendung finden, die nach Bedarf zudem versilbert werden. Wegen der anfallenden Verlustwärme sind in Radaranlagen auch wassergekühlte Rohrsysteme anzutreffen.
Einen Spezialfall stellen sog. Wellenleiter (Rund- und Rechteckprofilrohre) dar, weil dort auch longitudinale Komponenten des elektromegnetischen Feldes in Erscheinung treten, so dass von TE- und TM-Wellen die Rede ist. Wellenleiter werden insbesondere für den Transport von Mikrowellen eingesetzt, z.B. um die HF-Energie eines Klystrons zum Resonator der Beschleunigersektion eines Teilchenbeschleunigers zu leiten. Der Resonator selbst ist ein besonderer Wellenleiter. Ohne Einsatz von Irisblenden kann die Phasengeschwindigkeit sogar superluminale Werte annehmen.
Soweit meine diesbezüglichen geistigen Ergüsse.
Gr. zg