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Stromverwirbelungen

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Autor
Beitrag
wiesonich
Stammgast
#51 erstellt: 11. Jun 2004, 21:05
Hi cr,

du setzt den Leitwert in Siemens (S) in den Nenner, nicht die Leitfähigkeit gamma. Die Formel fordert die Leitfähigkeit gamma. Die ist konstant.

Tasten wir uns weiter...
cr
Inventar
#52 erstellt: 11. Jun 2004, 21:37
Ist das sicher, dass nicht der spezifische Leitwert, sondern der Leitwert auf das Kabel bezogen zu verwenden ist??


[Beitrag von cr am 11. Jun 2004, 21:58 bearbeitet]
wiesonich
Stammgast
#53 erstellt: 12. Jun 2004, 00:11
10/0,025 ?

Sagtest du nicht H+R?

Unabhängig davon:
Du hast Recht! Die Leitfähigkeit ist noch in m2 umzurechnen, sonst lassen sich die m2 nicht rauskürzen.
Der Wert unter der Wurzel ist demnach nicht 116, sondern 116*10^6.

Dennoch ist die konstante Leitfähigkeit y in die Formel einzusetzen, nicht der Leitwert G. Du hast ja mit den richtigen Zahlen gerechnet, sie aber nicht ganz korrekt bezeichnet (wie auch die Permeabilitätszahl µr, die ist aber schon im Link zur Formel fälschlicher Weise als Permeabilität bezeichnet worden).

Vorausgesetzt also, die Permeabilitätszahl µr stimmt, wären das tatsächlich:

7,45µOhm bei 5m
14,9µOhm bei 10m




Zurück nun zu den handelsüblichen Lautsprecherkabeln:

Durchmesser 4mm (Radius 2,0mm)
Länge 5m vom Lautsprecher zum Verstärker
Kupfer

Rw = 1,32*10^-6 * Wurzel aus f

Rw bei 20Hz = 5,9µOhm
Rw bei 20kHz = 186µOhm
(knapp 32 mal größer als bei 20Hz)

Gesetzt den Fall, der Widerstand durch Skineffekt (186µOhm) und der rein ohmsche (13,72mOhm) sind um 90° zueinander phasenverschoben, errechnet sich der Gesamtwiderstand Z, geometrisch addiert, aus:
Z = [ (Rw)^2 + (R)^2 ]^0,5
Z = [ (0,186mOhm)^2 + (13,72mOhm)^2 ]^0,5
Z = 13,721mOhm

Der prozentuale Anstieg (Delta) des Gesamt-Widerstandes durch den phasenverschobenen Skineffekt:
Delta = (Z / R - 1) * 100 (%)
Delta = (13,721 / 13,720 - 1) * 100 (%)
Delta = 0,0092%


Vorläufiges Fazit laut Formel und Permeabilitätszahl µr von 6,4*10^-6:

Bei 20 kHz, also am Ende der Hörgrenze, steigt der Widerstand eines handelsüblichen Kupfer-Lautsprecherkabels, das einen Durchmesser von etwa 4mm und eine Länge von etwa 5m aufweist, durch den Skineffekt um nur knapp 0,01% an.


Erst ab einer Frequenz von etwa 2,2MHz steigt der Widerstand des handelsüblichen Lautsprecherkabels durch den Skineffekt um 1%.

Bei armdicken Monster-Leitungen mit einem Durchmesser von 50mm steigt der Widerstand durch den Skineffekt bei 20kHz um etwa 1,4% und bei 2,2Mhz etwa um 104% an.




@cr:

Angenommen, die Widerstände wären alle phasengleich, dann würden sich höhere prozentuale Anstiege ergeben:

Handelsübliches Kabel (4mm Durchmesser):
bei 20kHz etwa +1,4%
bei 2,2MHz etwa +14,2%

Armdickes Kabel (50mm Durchmesser):
bei 20kHz etwa +17%
bei 2,2MHz etwa +178%



Hat Spaß gemacht zu rechnen, zu grübeln und wieder was gelernt zu haben.

Danke.


[Beitrag von wiesonich am 12. Jun 2004, 06:18 bearbeitet]
wiesonich
Stammgast
#54 erstellt: 12. Jun 2004, 06:53
Guten Morgen!



Das verdammte Lautsprecherkabel will mir nicht aus dem Kopf. Das geht mir immer so, wenn ich nicht voll zufrieden bin mit der Lösung. Ich habe deshalb auch das Fazit aus meinem vorigen Beitrag in vorläufiges Fazit umbenannt.

Der Grund ist die von cr genannte Permeabilitätszahl µr. Ich habe so meine Zweifel an dem Wert von 6,4*10^-6.

In meinem Friedrich-Tabellenbuch ist von einer Permeabilitätszahl von etwa 1 die Rede. Und im - wie heißt das? Internet-Lexikon? - ist für Kupfer von einer Permeabilitätsszahl von 1 - 6,4*10^-6 die Rede, das sind auch etwa 1. Ich finde die Permeabilitätszahl von 6,4*10^-6 für Kupfer einfach nicht bestätigt.

Wenn µr aber etwa den Wert 1 hat, dann - ja dann kommen wir rechnerisch zum Teil doch wieder in den Milliohm Bereich für den Widerstand, den allein der Skineffekt hervorruft. Ich halte das aber für durchaus realistisch.

Seht euch bitte die folgenden zwei Tabellen an (die erste mit µr = 6,4*10^-6, die zweite mit µr ~ 1), in denen wieder die selben Leitungen betrachtet werden wie oben (handelsüblich 4mm Durchmesser und armdick 50mm, Länge 5m zwischen Verstärker und Box.). Nachdem wir die Formel zur genüge durchleuchtet haben, habe ich sie nun in Excel eingegeben und hier nur den Gesamtwiderstand Z aufgelistet, damit zu erkennen ist, wie groß oder wie klein der Einfluss durch den Skineffekt ist, in vier Stufen von 0Hz-20MHz. (Hätte gern die Werte in ein Diagramm umgesetzt, aber ich hab keinen Schimmer, wie ich das hier einfügen könnte.)



1. Tabelle mit µr = 6,4*10^-6

Handelsübliches Lautsprecherkabel (4mm Durchmesser):
Rein ohmscher Widerstand R = 13,7mOhm
bei 0Hz: Z = R = 13,7mOhm
bei 20Hz: Z = 13,7mOhm (+0,00001%)
bei 20kHz Z = 13,7mOhm (+0,01%)
bei 20Mhz Z = 14,9mOhm (+8,8%)

Armdickes Kabel (50mm Durchmesser) :
Rein ohmscher Widerstand R = 87,8µOhm
bei 0Hz: Z = R 87,8µOhm
bei 20Hz: Z = 87,8µOhm (+0,001%)
bei 20kHz: Z = 89,1µOhm (+1,43%)
bei 20MHz: Z = 479µOhm (+446%)



2. Tabelle mit µr ~ 1

Handelsübliches Lautsprecherkabel (4mm Durchmesser):
Rein ohmscher Widerstand R = 13,7mOhm
bei 0Hz: Z = R = 13,7mOhm
bei 20Hz: Z = 13,9mOhm (+1,4%)
bei 20kHz Z = 74,9mOhm (+446%)
bei 20Mhz Z = 2,3Ohm (+16863%)

Armdickes Kabel (50mm Durchmesser) :
Rein ohmscher Widerstand R = 87,8µOhm
bei 0Hz: Z = R =87,8µOhm
bei 20Hz: Z = 206µOhm (+134%)
bei 20kHz: Z = 5,9mOhm (+6606%)
bei 20MHz: Z = 186mOhm (+211931%)



In der ersten Tabelle sind weder die absoluten noch die relativen Änderungen von Z zum rein ohmschen Widerstand R wirklich nennenswert.

Die absoluten Widerstandswerte von Z in der zweiten Tabelle hingegen (die mit µr ~ 1) sind durchaus nennenswert. Aus meiner Sicht sind diese absoluten Werte aber gar nicht so dramatisch oder realitätsfremd. Eine Leitungsimpedanz von 74,9mOhm bei 20kHz scheint mir im Vergleich zu einer Lautsprecherimpedanz von 8 Ohm nicht soooo viel zu sein für ein handelsübliches Kabel. 2,3 Ohm an 20MHz doch auch nicht wirklich.

Ich glaube auch, die relativen Werte von Z (die in %) zum rein ohmschen Widerstand R zeigen in der zweiten Tabelle die relativen Auswirkungen des Skineffektes auf den Gesamtwiderstand Z besonders klar auf. Man beachte die relativen Steigerungen bei 20MHz, besonders beim armdicken Kabel! Das nur aufgrund des Skineffektes. Das passt wie Faust auf´s Auge, würde ich doch sagen.

Und in der ersten Tabelle? Weiß nicht recht.

Die Werte in der zweiten Tabelle scheinen mir realistischer. Auch, weil für Kupfer nur die Permeabilitätszahl von µr = 1 - 6,4*10^-6 (bzw. µr ~ 1) aufzufinden war.



Gruß


[Beitrag von wiesonich am 12. Jun 2004, 14:41 bearbeitet]
wiesonich
Stammgast
#55 erstellt: 12. Jun 2004, 16:18
Hier noch die ensprechenenden Phasenwinkel phi und Verschiebungsfaktoren cos phi, um die der Strom gegenüber der Spannung nur durch den Skineffekt phasenverschoben wird.

Ein Phasenwinkel von phi = 0° bedeutet kein Einfluss durch den Skineffekt.
Ein Phasenwinkel von phi = 90° bedeutet starker Einfluss durch den Skineffekt.

(Leitungslänge wie oben wieder 5m zur Box)


1. Tabelle mit µr = 6,4*10^-6

Handelsübliches Lautsprecherkabel (4mm Durchmesser):
Rein ohmscher Widerstand R = 13,7mOhm
bei 0Hz: phi = 0° (cos phi 1)
bei 20Hz: phi = 0,02° (cos phi ~1)
bei 20kHz: phi = 0,8° (cos phi 0,9999)
bei 20Mhz: phi = 23° (cos phi 0,9)

Armdickes Kabel (50mm Durchmesser) :
Rein ohmscher Widerstand R = 87,8µOhm
bei 0Hz: phi = 0° (cos phi 1)
bei 20Hz: phi = 0,3° (cos phi ~1)
bei 20kHz: phi = 9,6° (cos phi 0,99)
bei 20MHz: phi = 79° (cos phi 0,2)



2. Tabelle mit µr ~ 1

Handelsübliches Lautsprecherkabel (4mm Durchmesser):
Rein ohmscher Widerstand R = 13,7mOhm
bei 0Hz: phi = 0° (cos phi 1)
bei 20Hz: phi = 9,6° (cos phi 0,99)
bei 20kHz: phi = 79° (cos phi 0,2)
bei 20Mhz: phi = 89° (cos phi 0,01)

Armdickes Kabel (50mm Durchmesser):
Rein ohmscher Widerstand R = 87,8µOhm
bei 0Hz: phi = 0° (cos phi 1)
bei 20Hz: phi = 65° (cos phi 0,4)
bei 20kHz: phi = 89° (cos phi 0,01)
bei 20MHz:Z = phi = ~90° (cos phi ~0)


Die Phasenverschiebungen durch den Skineffekt sind in der ersten Tabelle nicht der Rede wert. Sie dokumentieren ein ohmsches Verhalten der Leitungen, auch des dicken Kables.

Aber in der zweiten Tabelle (die mit µr ~ 1) bestätigen die Phasenwinkel phi auf beeindruckende Weise, was micha_D zu den Problemen mit elektrostatischen Lautsprechern gesagt hat!


Bei Elektrostaten (...) sind gänzlich andere Probleme zu berücksichtigen als bei Dynamischen Systemen..diese Folien haben ja schon eine Kapazität und sind auf Kapazitive oder Induktive Verschiebungen sehr problematisch und es können im übelsten Fall Resonanzschwingungen entstehen die den LS samt Endstufe zerstören können..Quad-Elektrostatenbesitzer können ein Lied davon singen....eine sich aufschaukelnde Schwingung kann schon durch sehr kleine Veränderungen in der Phase entstehen..die am Dynamischen System lächerlich sind...


Ich zeihe mein persönliches Fazit daraus:

Es scheint tatsächlich, als wäre das Problem mit dem Skineffekt weniger eine Problem mit den absoluten Widerstandswerten innerhalb der Hörgrenze (im Mikro- und Milliohm-Bereich) als eines mit der Phasenverschiebung, den er zwischen Strom und Spannung hervorruft.

Und was anhand der Tabellen ins Auge springt:
Handelsübliche Leitungen sind da weniger kritisch als armdicke Leitungen!



Gruß
milliscout
Stammgast
#56 erstellt: 12. Jun 2004, 21:40
Hi, Skineffekt-Freunde,
stoße eben auf eure Diskussion und möchte etwas dazu beitragen.
Im Taschenbuch der Hochfrequenztechnik von Meinke/Gundlach 3. Auflage Springer Verlag 1968 gibt es auf Seite 11 eine Tabelle, die den Widerstand R in Ohm/m eines runden Silberleiters vom Durchmesser d[mm] in Abhängigkeit von der Frequenz darstellt.
Für Kupfer wird d= d* / K1 gesetzt. K1 für Kupfer ist 1,03; d* = wahrer Durchmesser; 4mm/1,03=d.
Für 20KHz ergibt sich ein Wert von ca. 4 mOhm/m; bei 5 m Länge ca. 20mOhm.
Ich bin gerne bereit die 5 Seiten des Kapitels zu kopieren und Intressierten zuzusenden.
Gruß!
Ascan
P.S. Der Meinke/Gundlach ist für uns HF-Techniker die Bibel.


[Beitrag von milliscout am 12. Jun 2004, 21:41 bearbeitet]
cr
Inventar
#57 erstellt: 12. Jun 2004, 22:34
@Wiesonik

Du hast das wirklich in allen Facetten durchgerechnet
Mir erscheint auch der höhere Wert der plausiblere (vor allem angesichts der 20 MHz).
Nachdem ich mich anfangs zur Eisenstange hinreissen habe lassen, vielleicht noch eine Anmerkung dazu (nachdem mich Jakob zurecht dafür gescholten hat )
Hier liegt ja die Permebilitätszahl bei 10exp3 bis 10 exp5.
Nehmen wir mal den am wenigsten schlimmen Fall 10exp3 = 1000.
Und nehmen wir an, dass es bei Kupfer bei 1 liegt. Dann hätten wir unter der Wurzel einen um den Faktor 1000 verschlechterten Wert im Zähler. Im Nenner haben wir einen um den Faktor 0,17 schlechteren Litwert. Somit unter der Wurzel insgesamt einen Faktor von 5882 oder nach Wurzelziehung von 76,7.

Dh:

Armdickes Kabel (50mm Durchmesser): Kupfer <> Eisen
Rein ohmscher Widerstand R = 87,8µOhm <> 516 µOhm
bei 0Hz: Z = R =87,8µOhm <> 516 µOhm
bei 20Hz: Z = 206µOhm <> 0,516 + 14,5 = 15,0 mOhm
bei 20kHz: Z = 5,9mOhm <> 0,516 + 458 = 459 mOhm
bei 20MHz: Z = 186mOhm <> 14,5 Ohm

Handelsübliches Lautsprecherkabel (4mm Durchmesser):
Rein ohmscher Widerstand R = 13,7mOhm <> 80,6 mOhm
bei 0Hz: Z = R = 13,7mOhm <> 80,6 mOhm
bei 20Hz: Z = 13,7mOhm <> 80,6 + 181 = 262 mOhm
bei 20kHz Z = 13,7mOhm <> 80,6 + 5725 mOhm = 5,8 Ohm
bei 20Mhz Z = 14,9mOhm <> 181 Ohm


Fazit: Mit der 5cm Eisenstange kommen wir unter Annahme der am günstigsten Permeabilitätszahl von 1000 zwar noch halbwegs hin, aber bei 4 mm Durchmesser liegt der Widerstand bei 20 kHz schon bei fast 6 Ohm. Ein Eisenkabel (Stahlkabel) ist also keine optimale Sache.
In manchen Kopfhörern werden allerdings Stahlkabel verwendet (reissfest!).

Anmerkung: Ein handelsübliches LS-Kabel hat eigentlich nicht einen Durchmesser von 4 mm, sondern einen Querschnitt von 4mm2.
cr
Inventar
#58 erstellt: 12. Jun 2004, 23:51
@ milliscout: 20 mOhm würde zumindest von der Größenordnung her in etwa passen.
Und das stimmt uns optimistisch bezüglich unserer Rechnung (für µr~1).
wiesonich
Stammgast
#59 erstellt: 13. Jun 2004, 00:07
@milliscout


Im Taschenbuch der Hochfrequenztechnik (...) gibt es (...) eine Tabelle, die den Widerstand R in Ohm/m eines runden Silberleiters vom Durchmesser d[mm] in Abhängigkeit von der Frequenz darstellt. (...) Für 20KHz ergibt sich ein Wert von ca. 4 mOhm/m; bei 5 m Länge ca. 20mOhm.


Bei 2 * 5m (hin und zurück) also 40mOhm bei 20kHz.

Rechnen wir für Kupfer noch ein paar Millis dazu, deckt sich das ja wirklich ganz gut mit den Zahlen aus der Tabelle mit der Permeabiltätszahl von µr ~ 1. Ich denke damit ist klar, dass µr für Kupfer nicht viel kleiner sein kann als 1 und die verlinkte Formel durchaus brauchbar ist.



@cr
Vor kurzem war ich im Baumarkt und habe mir dort ein mit "2.5mm" bezeichnetes Lautsprecherkabel gekauft, ohne groß drauf schauen. Ich dachte eigentlich, dass damit die Querschnittsfläche gemeint war, wie es bei Elektroleitungen so üblich ist. Zuhause angekommen, war ich von den Socken, was für einen Brummer die mir verkauft haben. Knapp 5mm2! Andererseits - jetzt weiß ich sicher, dass mir der Skineffekt, auch bei dieser Leitung, nichts anhaben kann. Ist ja kein Eisen...



Gruß
wiesonich


[Beitrag von wiesonich am 13. Jun 2004, 01:04 bearbeitet]
wiesonich
Stammgast
#60 erstellt: 16. Jun 2004, 19:12
Hi.

Hier ein Diagramm mit den Impedanzen dreier verschieder Lautsprecherkabel. Berechnet mit der verlinkten Formel.



Hoffe, man kann´s lesen. Habs mit "imageshack" ins Netz gestellt.

Gruß
dos_corazones
Stammgast
#61 erstellt: 16. Jun 2004, 21:12
Armdick? Da wiegt ja das Kabel mehr als der LS
Aber um mal wieder zum Anfang der Diskussion zurück zu kommen @jmj, das Diagramm musst mal deinem Lehrer zeigen. Das widerlegt doch seine Aussage gänzlich.

Ich weiß nicht ob mein letzter Thread untergegangen war aber bis wohin überträgt denn eine Vorstufe/Endstufe. Da wird doch nach oben nix offen sein. Und seit wann ist auf ner CD eine Frequenz jenseits der 200 kHz zu finden, bei der der Skineffekt laut dem hübschen Diagramm hier grad mal auf 0,5 Ohm kriecht?

MfG

Daniel
cr
Inventar
#62 erstellt: 16. Jun 2004, 21:16
Dieses Diagramm stellt schön dar, dass natürlich der Skineffekt mit zunehmender Kabeldicke absolut betrachtet immer unwichtiger wird (was meist überhaupt nicht verstanden wird), wenngleich er relativ betrachtet zunimmt.
wiesonich
Stammgast
#63 erstellt: 16. Jun 2004, 22:25
@cr:
Das scheint wirklich der Kern zu sein.

@dos_corazones:
Lies nochmal, was cr sehr treffend geschrieben hat und betrachte ruhig nocheinmal die Tabelle mit den relativen Steigerungen in % der Widerstandswerte Z gegenüber dem rein ohmschen Widerstand R des armdicken Kabels. Da siehst du unglaubliche relative Steigerungen im fünf- und sogar sechsstelligen Bereich! Aber trotzdem nur wenige Milli- ja Mikro-Ohm als absoluten Wert der Impedanz Z.

(Die Tabelle mit µr~1)
dos_corazones
Stammgast
#64 erstellt: 19. Jun 2004, 11:33
Also die absoluten Werte des armdicken Kabels liegen doch in beiden Fällen unter denen, des Handelsüblichen Kabels, oder hab ich n Knick in der Optik?

MfG

Daniel
cr
Inventar
#65 erstellt: 19. Jun 2004, 16:35
Der Widerstand des armdicken Kabels ist absolut immer geringer, egal ob der ohmsche oder der "skinsche" (frequenzabhängige) gemessen wird
dos_corazones
Stammgast
#66 erstellt: 19. Jun 2004, 16:51
Ja und genau darum ging es doch, dass der gesagt hatte, wenns zu dick wird würde der Skineffekt dann raus kommen, oder nicht?

MfG

Daniel
cr
Inventar
#67 erstellt: 19. Jun 2004, 16:55
Es hängt eben von der Betrachtung ab:
Absolut gesehen ist der Sineffekt bei dicken Kabeln geringer, relativ gesehen ist die Zunahme des Widerstandes bei dicken Kabeln mit zunehmender Frequenz größer (siehe die Prozent-Angaben beim Bsp. von Wiesonich)
dos_corazones
Stammgast
#68 erstellt: 19. Jun 2004, 19:07
Ach so die Prozente hab ich nicht betrachtet und auch nicht die Werte verglichen. Mir schien es einfacher nur mal eben auf die Tabelle zu schielen
Aber seit wann werden Signale im MHz bereich an die LS übertragen? Ich dachte da ist dann über 45kHz Schluss und somit ist das doch Mumpitz

MfG

Daniel
micha_D.
Inventar
#69 erstellt: 19. Jun 2004, 19:24
Hi

Der Skin-Effekt im NF Bereich ist ja auch "Mumpitz"...

kann man aber immer wieder köstlich drauf rumdiskutieren....


Gruß Micha
wiesonich
Stammgast
#70 erstellt: 20. Jun 2004, 01:29
Wenn man nochmal die Tabelle mit den Phasenwinkeln (phi) betrachtet, sieht man ganz gut, dass handelsübliche Lautsprecherkabel die Phase zwischen Strom und Spannung erst zum Ende der Hörgrenze stark drehen, sich also erst dann verhalten wie eine dem Lautsprecher vorgeschaltete (annähernd reine) Spule. Das armdicke Kabel aber verhält sich schon bei wenigen Hundert Herz wie eine (annähernd reine) Spule.

Ich finde das - für sich genommen - bemerkenswert!

Dennoch scheint mir der absolute Wert auch der Induktivität eines Lautsprecherkabels, der sich aus dem Skineffekt ergibt, im Vergleich zu den Induktivitäten der Spulen und der Kapazitäten den Kondensatoren, die sich in der Regel auf einer passiven Frequenzweiche befinden, gering.

Es unterstreicht aber wie schon gesagt, was micha_D über die "Elektrostaten" geschrieben hat, nämlich dass diese Art von Lautsprechern sehr empfindlich auf kleinste induktive oder kapazitive Änderungen - angeblich hörbar - reagieren sollen, schlimmsten Falls sogar mit dem Exodus. Und der Skineffekt verursacht halt kleinste induktive Änderungen im Gesamtsystem Lautsprecher. Aber darüber kann uns micha_D sicher mehr sagen...



Gruß
wiesonich


[Beitrag von wiesonich am 20. Jun 2004, 10:58 bearbeitet]
dos_corazones
Stammgast
#71 erstellt: 20. Jun 2004, 10:56
Dann also am besten Klingeldraht für die Elektrostaten

MfG

Daniel
wiesonich
Stammgast
#72 erstellt: 20. Jun 2004, 10:59


Fragen wir micha_D
heinrich430
Ist häufiger hier
#73 erstellt: 20. Jun 2004, 12:33
Freunde,

ab hier gleitet dies Richtung VOODOO

Skin-effekt bis ca 10 MHZ vernachlässigbar!!!!!!!!!

Dieser wurde wirtschaftlich und technisch erst ab 1 GHZ genutzt ( Thema Hohlleiter )

H
wiesonich
Stammgast
#74 erstellt: 20. Jun 2004, 13:28
...was die absoluten Zahlen aus den Tabellen bzw. das Diagramm ja zeigen.



Ich wüsste auch gern, warum eine so geringe induktive oder kapazitive Verschiebung sich merklich auf den Klang von Elektrostaten auswirken soll, wie micha_D weiter oben geschrieben hat.


Bei leistungsstarken Endstufen hat es sehr wohl einflüsse auf den Klang, da das kabel dann eine Phasenverschiebung verursacht, welches die Endstufe stärker belastet....deswegen werden auch oft geflochtene LS-Strippen verwendet..da sich dann die Magnetfelder grösstenteils gegenseitig aufheben.




[Beitrag von wiesonich am 20. Jun 2004, 20:43 bearbeitet]
Gabriel!
Ist häufiger hier
#75 erstellt: 22. Jun 2004, 13:59

Mein Elektrotechnik Lehrer hat mir neulich erzählt, dass wenn das Lautsprecherkabel zu dick ist, Stromverwirbelungen auftreten können. Was bewirken diese Stromverwirbelungen und ab welchem Kabelquerschnitt treten sie auf??



Sogenannte Wirbelströme gibt es in der Tat. Vereinfacht erklärt: In einem dünnen Kabel können Elektronen nur in eine Richtung fließen. Habe ich eine große Fläche (etwa bei einem Kondensator), können sich die Elektronen kreuz und quer bewegen. Das soll den Klang verschlechtern. Es gibt Hersteller, die Kondensatoren mit geschlitzten Folien aufbauen, um diesen unerwünschten Stromfluss zu unterdrücken (Slit Foil Kondensatoren).

Es gibt auch den schon von anderen beschriebenen Skin-Effekt. Der spielt im hörbaren Bereich aber keine Rolle (und falls doch, was noch keiner bewiesen hat, schadet er nicht).

Gegen zu dicke Kabel spricht schon eher die höhere Induktivität: Mit jedem Stromfluß entsteht ein entsprechendes Magnetfeld (je höher die Induktivität, desto stärker das Magnetfeld). Ändert sich der Stromfluß, ändert sich auch das Magnetfeld. Jede Änderung im Magnetfeld erzeugt im Kabel wieder einen Strom, der dem Magnetfeld-erzeugenden Strom entgegengerichtet ist. Bei höherer Induktivität verstärkt sich dieser Effekt. Die "Gegenströme" sind zwar winzig klein, können das Musiksignal aber hörbar beeinflussen.

Bei handelsüblichen Lautsprecher-Kabeln (Stegleitung: zwei Leitungen nebeneinander in einem durchsichtigen Kunststoffmantel) gibt es oft den Effekt, daß die dicken Kabel (6, 8, 10 mm²) "mehr Bass" bringen, die kleineren Kabel (2,5 oder 4 mm²) "sauberer" klingen und mehr Auflösung bieten. Meist verschlucken die dicken Kabel nur feine Hochton-Details und klingen deswegen dunkler.

Meiner Meinung nach machen normale LS-Kabel mit 10 mm² keinen Sinn. Meist reichen 4 mm² - es sei denn, die Lautsprecher haben einen schlechten Wirkungsgrad, und man hört laut.

Gabriel!
wiesonich
Stammgast
#76 erstellt: 23. Jun 2004, 00:12
Hallo Gabriel.

In deinem Text bestätigst du auf der einen Seite, worüber sich die Meisten hier einig sind, nämlich dass der fragliche Skineffekt allein wohl keinen hörbaren Einfluss auf den Klang nimmt. Aber andererseits behauptest du, dass gegen dicke Kabel schon eher die "höhere Induktivität" sprechen würde - Zitat: "Meist verschlucken die dicken Kabel nur feine Hochton-Details und klingen deswegen dunkler." Zitat Ende - und erklärst die "Induktivität" einer Leitung annähernd so, wie andere den Skineffekt erklären.

Das erscheint mir doch recht widersprüchlich.

Gabriel, der Skinneffekt ist nicht von der Induktivität losgelöst. Es wäre nicht zulässig - schlicht falsch - den Skineffekt als ein unbeteiligtes Etwas zu betrachten. Der Skineffekt nimmt direkt Einfluss auf die Induktivität eines Kabels - die Induktivität berechnet sich nämlich unter anderem aus dem frequenzabhängigem Blindwiderstand, der sich durch den Skineffekt ergibt (oben Rw genannt und bis zum Umfallen berechnet).

Ich bin aber offen für Neues und würde jetzt gerne genau wissen, wie du die "höhere Induktivität" des dicken Kabels und die hörbare Dämfung im Hochtonbereich begründest. Und vor allem: "höhere Induktivität" im Vergleich zu was? Zu der Induktivität eines dünneren Kabels?

Erkäre das doch bitte.
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