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Eigenschaften elektromagnetischer Wellen
Elektromagnetische Wellen sind leitungsungebunden und bewegen sich frei im Raum. Das Feld lässt sich durch drei Vektoren beschreiben, welche das Feld in Betrag und Richtung definieren. Man unterscheidet das elektrische Feld E, das magnetische Feld H und die Leistungsflussdichte S, die sich aus der elektrischen und magnetischen Feldstärke ergibt.
Abb. 11: Elektromagnetische Welle
Ihre Leistung pro Fläche hat die Einheit Leistungsflussdichte S.
S [W/m²] Leistungsflussdichte
Der Vektor der Leistungsflussdichte gibt die Ausbreitungsrichtung der Welle an.
Das elektrische Feld steht senkrecht zur Ausbreitungsrichtung.
E [V/m] Elektrische Feldstärke
Das magnetische Feld H steht senkrecht zum elektrischen Feld und zur Ausbreitungsrichtung.
H [A/m] Magnetische Feldstärke
Die Welle wird durch folgende Grössen charakterisiert:
Abb. 12: Wellenlänge, Frequenz und Schwingungsdauer
Die Frequenz f der elektromagnetischen Welle gibt die Zahl der Schwingungen pro Sekunde an.
f [Hz] Frequenz
Die Schwingungsdauer T gibt die Dauer einer Periode der Schwingung an.
T [s] Schwingungsdauer
Die Länge Lamda eines Wellenzuges ist Lichtgeschwindigkeit c geteilt durch Frequenz f.
Folgende Schwingungsdauern und Wellenlängen sind typisch für Frequenzen im technischen Einsatz.
| Typ | Frequenz | Schwingungsdauer | Wellenlänge |
|---|---|---|---|
| Versorgungsnetz | 50 Hz | 20 ms | 6.000 km |
| UKW | 100 MHz | 10 ns | 3 m |
| D-Netz | 950 MHz | 1 ns | 31,5 cm |
| E-Netz | 1.800 MHz | 0,55 ns | 16,7 cm |