Koaxial-Leitung

SW - 85

Ausbreitung von Impulsen

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Anz. Blätter:  1         Datum: 17.04.01

Karte nur zur Benutzung in den Räumen der Universität Ulm, Vorlesungssammlung Physik

Bearbeiter: 


Bild:

 

 


Stichworte:

Reflexion von Impulsen in einer Koaxial-Leitung; Geschwindigkeit der Wellen in einer Koaxial-Leitung; Koaxial-Leitung: Ausbreitung und Reflexion von Impulsen; (Dämpfung der Wellenausbreitung in einer Koaxial-Leitung; Wellenwiderstand einer Koaxial-Leitung; Dielektrizitätskonstante einer Koaxial-Leitung

 

Zweck:

Demonstration der Wellenausbreitung in einer 75 Ohm Koaxialleitung:
Reflexion mit und ohne Phasensprung, Abschluss mit Wellenwiderstand; Ausbreitungsgeschwindigkeit; Dämpfung.

Zubehör:

Spezielles Kästchen (Eigenbau Hörger) {44-2}
Koaxial-Leitung   54,12m lang {44-2}
Oszilloskop Hameg 1005 {63-2}
Digitales Multimeter SDM 5050 für Widerstandsmessung {61-4}

Aufbau:

Einstellungen:

Multimeter: 200W

Oszilloskop:

VERT.INP.I: AC, 20mV/DIV, cal
VERT.INP.II: AC, 50mV/DIV, cal
Zeitbasis: 0,5 ms TIME/DIV, EXT gedrückt, LEVEL A: 14 Uhr 45, SLOPE: -
                 TVSEP: off, TRIG: AC
(Die Zeitbasis hatte bei den Messungen von Herrn Dollhopf einen Fehler von 1,6%; die abgelesene Zeit muss um 1,6% vergrößert werden.)

Impulsgenerator:

YA zeigt die Impulse am Kabelanfang
YE zeigt die Impulse am Kabelende

Durchführung:

Der Schalter am Impulsgenerator hat folgende Einstellmöglichkeiten:

MASSE: das Kabelende wird kurzgeschlossen: YE = 0; Reflexion mit Phasensprung;
                an YA gut zu sehen.
POTI: das Kabel wird mit Widerstand abgeschlossen sein; bei der Stellung 75W ist
           die Reflexion am kleinsten; das ist der Wellenwiderstand des Kabels.
OFFEN: das Kabelende bleibt offen: YA und YE zeigen die Impulse, jeweils mit
              Zeitverschiebung durch die Laufzeit im Kabel; Reflexion ohne Phasensprung.

 

Auswertung:

Der Abstand der Impulse ist 11,2 ms (entspricht 89 Hz)

 

1.) Wellenwiderstand (Einstellung POTI): Ergebnis ca. 75W, wie es sich für
     ein 75W-Kabel gehört.

2.) Ausbreitungsgeschwindigkeit: Zeit für 8 Mal hin und zurück:
     8,7×0,5ms (+1,6% davon); Länge des Kabels: 54,12m
     Þ v = s/t = 16 × 54,12 m / 8,7×0,5 × 1,016 ms = 195 900 000 m/s

3.) Dielektrizitätskonstante der Kabelisolierung (laut Hersteller Polyethylen):
     c2 = e v2 oder e = (3,00/1,959)2 = 2,34
     (Kohlrausch: DK-Wert für Polyethylen: 2,3)