gute Bücher für ingenieurwissenschaftliche Grundlagen zu Messtechnik und Abschirmung gesucht

[Bergfee]

Hallo,

kann jemand gute Bücher zu Grundlagen der Elektrotechnik (Hausstrom), Messtechnik, Funktechnik und zu (genauen) Wirkungsmechanismen von Abschirmung empfehlen (also mehr als nur: es gibt Reflektion und Absorption)? Ich bin Physikerin, und kann schon ein bisschen Mathe vertragen - aber was ich in unseren normalen Physikbüchern so zu Gitterabständen etc. gelesen habe passt überhaupt nicht auf die Erfahrungen, die ich mit Abschirmmaterialien gemacht habe. Und um bei Messgeräten wirklich zu verstehen, wie die wirken und warum man dbm nicht mal eben auf µW/m² umrechnen kann, muss man auch etwas tiefer einsteigen. Auch Phänomene im Hausstrombereich würde ich gerne besser verstehen. Manche (mir oberflächlich erscheinende) Beschreibungsebenen von Elektrikern lassen mich immer völlig planlos zurück - ich hab immer noch nicht verstanden, wie die Elektronen in den Käbelchen denn jetzt genau worüber wohin fliessen, und möchte mich endlich mal grundlegend einlesen.

Besten Dank für Eure Rückmeldungen!

[Detlef]

Hallo Bergfee, mir fällt kein Buch ein, dass deinen Wünschen entspricht. Am besten wäre es, wenn du deine Fragen hier im Forum stellen würdest.

kann jemand gute Bücher zu Grundlagen der Elektrotechnik (Hausstrom), Messtechnik, Funktechnik und zu (genauen) Wirkungsmechanismen von Abschirmung empfehlen (also mehr als nur: es gibt Reflektion und Absorption)?

Es gibt Absorption und Reflektion. Wo ist das Problem? Könntest du das etwas genauer formulieren?
Die Berechnung der Verteilung der Strahlung im Raum ist ein kompliziertes mathematisches Problem, dass nicht elementar lösbar ist. Die Verteilung setzt sich aber aus den Strahlen zusammen, die direkt von den Quellen kommen und den im Raum von den Wänden oder von Spiegeln reflektierten Strahlen.

Unsere üblichen Abschirmungen haben Lücken. Eine Abschirmgardine soll abschirmen, aber auch Licht hindurchlassen. Man muss also Kompromisse finden. Jede Lücke ist die Quelle für eine neue Strahlung, die zwar schwächer ist, sich aber kugelförmig im gesamten Raum ausbreitet.

Ich bin Physikerin, und kann schon ein bisschen Mathe vertragen - aber was ich in unseren normalen Physikbüchern so zu Gitterabständen etc. gelesen habe passt überhaupt nicht auf die Erfahrungen, die ich mit Abschirmmaterialien gemacht habe.

Welche Erfahrungen hast du denn gemacht?

Und um bei Messgeräten wirklich zu verstehen, wie die wirken und warum man dbm nicht mal eben auf µW/m² umrechnen kann, muss man auch etwas tiefer einsteigen.

Nun Messgeräte wirken nicht, sie messen lediglich die Strahlung. Die minimale Beeinflussung des Feldes durch die Messung ist vernachlässigbar.

DeziBel ist eine Verhältniszahl bezogen auf 1 mW (bei dBm), also dimensionslos. Wenn man 200 uW/m² gemessen hat, dann sind das bezogen auf 1 mW (oder 1.000 uW bzw. µW) 0,2:1 oder -7 dB (mit dem Zehnerlogarithmus). Exakterweise müsste man -7 dB/m² schreiben oder die Rechnung auf 1 mW/m² beziehen.

Auch Phänomene im Hausstrombereich würde ich gerne besser verstehen. Manche (mir oberflächlich erscheinende) Beschreibungsebenen von Elektrikern lassen mich immer völlig planlos zurück - ich hab immer noch nicht verstanden, wie die Elektronen in den Käbelchen denn jetzt genau worüber wohin fliessen, und möchte mich endlich mal grundlegend einlesen.

"Auch Phänomene im Hausstrombereich" würde ich auch besser verstehen wollen. Die ganze Erdung nützt nichts, wenn es sich um vagabundierende HF handelt.

Was du mit den "Elektronen in den Käbelchen" meinst, ist mir unklar. Im einfachsten Fall gibt es für Gleichstrom und NF das Ohmsche Gesetz und die daraus abgeleiteten Kirchhoffschen Gesetze oder Regeln.

[Bergfee]

Hallo Detlef,

danke Dir herzlich für Deinen Post

Meine Probleme zb. bezüglich
- Umrechnung dBm zu µW/m²: dBm banal umgerechnet habe ich natürlich auch schon, aber das passt überhaupt nicht auf die tatsächlichen Messwerte. Herr Thielhorn hat mir einen ungefähren Daumenpeiler mitgeschickt, welche µW/m²-Werte den dBm-Werten ungefähr entsprechen, das kommt dann schon besser hin. Er meinte aber, in eine genauere Umrechnung müsste in jede einzelne Rechnung der Antennengewinn und eigentlich auch die Entfernung zur Quelle einfliessen und ggfs. noch anderes Zeug. Ob man die Entfernung zur Quelle messen kann, weiss ich nicht (evtl. gibt's da ja irgendwelche Tricks), aber die Geräte von Gigahertz und anderen geben µW/m² ja an, also muss es irgendwie gehen.
- Gittern: ganz banal hatte ich gedacht, wenn das Gitter deutlich kleiner als die Wellenlänge ist, geht die Strahlung nicht durch. Stimmt aber nicht. Ich würde nur gerne mal lesen, wie das dann genau aussieht (wieviel geht durch die Löcher durch in welchen Fällen, fällt das dann exponentiell ab oder geht das einfach geradeaus weiter). Sorry, dass ich das alles nicht weiss, aber ich hatte noch keine Nerven, mich in der Stadt in die Bibliothek zu setzen und alle Funkbücher zu wälzen, die sie dort haben (falls dort überhaupt was zu Abschirmmechanismen steht).
- Überrascht hat mich auch, dass ich Alufolie in 3 Lagen um einen strahlenden Router wickeln kann und auch ganz eng an das Kabel anklebe (die einzige Lücke) und dann auf der dem Kabel entgegengesetzten Seite messe und es ÜBERHAUPT KEINE ABSCHIRMWIRKUNG gibt. Noch nicht mal ein bisschen. Hat wohl auch was damit zu tun, dass man die Alufolie nicht zu eng an den Router drantun darf. Ich hatte den Router in einen Fahrradkorb gelegt und dann drumrum gewickelt, aber das hat die Strahlung Null interessiert
- und wie wirkt die Flankensteilheit von Dämpfungsgliedern auf das Signal?

Im Hausstrom geht's dann ungefähr so weiter, aber das wird länglich Mittlerweile habe ich gehört, dass die Erdung am Haus vernünftig sein muss, bevor man weiteren Massnahmen wie Spannungsfreischalter angeht, aber auch dabei würde ich gerne verstehen, warum das genau wichtig ist. Mir ist klar, dass sich das für Euch anhört, als würde hier eine 5jährige fragen, aber ich brauch immer länger, um Sachen zu verstehen, und mit ein paar Erklärungen über's Forum ist es da nicht getan. Wiki und ein paar diesbezügliche Webseiten habe ich schon durchforstet, aber so richtig schlau bin ich nicht geworden. Da sollte ein Elektrotechnikbuch für Anfänger reichen, aber - siehe Argument oben mit der Bib. Ich würde einfach gerne die Menge an Büchern, die ich durchschauen muss, eingrenzen, bevor ich in die Bib gehe oder mir was kaufe. In Physik war es im Studium so, dass wir Studierenden uns gegenseitig Tipps gegeben haben, wer mit welchen Büchern gut klarkommt. Vielleicht sollte ich mal irgendeine Elektrotechnik-Fachschaft fragen, aber ich hatte halt gedacht, ich frage erst mal hier...

LG,
Bettina

[Detlef]

- Umrechnung dBm zu µW/m²: dBm banal umgerechnet habe ich natürlich auch schon, aber das passt überhaupt nicht auf die tatsächlichen Messwerte. Herr Thielhorn hat mir einen ungefähren Daumenpeiler mitgeschickt, welche µW/m²-Werte den dBm-Werten ungefähr entsprechen, das kommt dann schon besser hin. Er meinte aber, in eine genauere Umrechnung müsste in jede einzelne Rechnung der Antennengewinn und eigentlich auch die Entfernung zur Quelle einfliessen und ggfs. noch anderes Zeug. Ob man die Entfernung zur Quelle messen kann, weiss ich nicht (evtl. gibt's da ja irgendwelche Tricks), aber die Geräte von Gigahertz und anderen geben µW/m² ja an, also muss es irgendwie gehen.

Hallo Bettina
die Umrechnung ist schon richtig. Und der Antennengewinn wird bei der Eichung eines gekauften Meßgerätes berücksichtigt.

Mir scheint, dass das nur Gerede ist. Falls etwas Wichtiges dahinter stecken sollte, reichen mir die Infos nicht aus.

Die Entfernung ist doch für die Messung unwichtig. Das Ziel der Messung ist es doch, die Strahlung vor Ort zu messen und nicht die Sendeleistung des Mobilfunkturms zu berechnen.

Da sich EMW kugelförmig ausbreiten, kann man die Leistung in jeder Sicht-Entfernung berechnen, wenn man die Leistung an einem Punkt gemessen hat (Bei nur einer Strahlenquelle und ohne Reflektionen).

Die Entfernung von deinem Wohnort zu einer Mobilfunkantenne in der Umgebung kann man abschätzen:
https://emf2.bundesnetzagentur.de/karte/default.aspx

LG Detlef

[Detlef]

- Überrascht hat mich auch, dass ich Alufolie in 3 Lagen um einen strahlenden Router wickeln kann und auch ganz eng an das Kabel anklebe (die einzige Lücke) und dann auf der dem Kabel entgegengesetzten Seite messe und es ÜBERHAUPT KEINE ABSCHIRMWIRKUNG gibt. Noch nicht mal ein bisschen. Hat wohl auch was damit zu tun, dass man die Alufolie nicht zu eng an den Router drantun darf. Ich hatte den Router in einen Fahrradkorb gelegt und dann drumrum gewickelt, aber das hat die Strahlung Null interessiert

Die Alu-Folien dämpft die Strahlung um etwa 3 dB also etwa den Faktor 2. Etwa 1898 hatte Lenard die Kathodenstrahlen (Elektronenstrahlen) untersucht und musste die Experimente so gestalten, dass er reine Versuche (ohne Fremdeinflüsse) durchführen konnte. Er brachte an der Elektronenröhre ein Fenster an und verschloss es mit Aluminium. Die Elektronen konnten die Aluplatte problemlos durchdringen und Lenard konnte den Elektronenstrahl ausserhalb des Hochvakuums untersuchen und erhielt dafür 1905 den Nobelpreis. Gegenüber den Mobilfunkstrahlen sind die Elektronen riesig und sind trotzdem durch das Alublech hindurch gekommen.

- und wie wirkt die Flankensteilheit von Dämpfungsgliedern auf das Signal?

Die Mobilfunkstrahlen sind digitalisiert und werden periodisch (Zeitfenster) getaktet. Beides führt zu Oberwellen. Ein Dämpfungsglied bei der Messung (wozu braucht man sonst ein Dämpfungsglied) sollte die Oberwellen im gleichen Verhältnis dämpfen, wie die Grundwelle.

Ich möchte mir kein Meßgerät selbst bauen. Dazu wären solche Überlegungen notwendig. Ich verlasse mich auf gekaufte Geräte mit dem Ziel, die Strahlung auf weniger als 1 uW/m² zu bringen.

Wozu brauchst du solche Angaben?

LG Detlef

[Bergfee]

Hi Detlef,

danke Dir nochmals für Deine Antworten und Deine Hilfe, das ist sehr nett, und die Info zur Alufolie fand ich auch sehr erhellend! Man merkt, dass Du Dich echt gut auskennst. Nur, wenn Du sagst, die Umrechnung ist schon richtig und der Antennengewinn wird bei der Eichung berücksichtigt, ist das alles schön, aber jetzt habe ich zwei gegensätzliche Aussagen und Messergebnisse, die nicht auf die Umrechnung passen, und möchte mir gerne selbst ein Bild machen. Und das kann ich nur, wenn ich mir die Sachen selbst anlese. Und außerdem stehe ich sonst bei der nächsten Frage, die ich nicht verstehe, da, und muss Dir erst eine PN schreiben das wird dann auf die Dauer für uns beide auch etwas anstrengend, weil ich sehr viele Fragen haben werde

Ich suche nichts Besonderes, ich frage einfach nur nach Buchempfehlungen für Grundlagen zu den besagten Bereichen, vermutlich ist das alles irgendwie Elektrotechnik? Wer hat denn gute Erfahrungen mit bestimmten Büchern gemacht und kann mir da was empfehlen?

Viele Grüße und danke schonmal an alle, die mir eine Empfehlung geben können!

[Domenica]

Liebe Bettina,
einen Router würde ich für HF nicht mit Alufolie abschirmen wollen sondern das Wlan ausmachen.
Weiterhin führt diese Abschirmung zur Überhitzung und zur Zerstörung des Routers.
Vermutlich war es ja nur ein Versuch mit einer Strahlenquelle.

Willst Du etwas abschirmen, müssen alle Seiten Leitfähig verbunden sein - das geht am besten mit Gold oder praktikabler mit Edelstahl.
Aluminium ist an der Oberfläche oxidiert und damit ein Isolator. Also nicht zu empfehlen.
Ich habe meinen Router mit Edelstahlfliegengitter verpackt (Luftwärmeaustausch ist dadurch möglich) - und das nützt definitiv gegen HF auch wenn es noch offene Stellen gibt.

Einfach probieren und messen (natürlich mit Tipps - dafür ist dieses Forum ja da) führt oft weiter als blosses Studieren. Natürlich sollte man schon über gewisse Grundlagen verfügen, sonst landet man in Esoterikzirkeln wo oft von Schwingungen und Strahlung die Rede ist, aber das nur weil es cool klingt und sowieso über der Meisten Wissen hinausgeht so dass man jedweden Humbug verzapfen kann.

Deinen Ansatz Fachbücher zu suchen finde ich daher eine super Idee.

[empn]

kann jemand gute Bücher zu Grundlagen der Elektrotechnik (Hausstrom), Messtechnik, Funktechnik und zu (genauen) Wirkungsmechanismen von Abschirmung empfehlen

* "Baubiologische EMF-Messtechnik: Grundlagen der Feldtheorie - Praxis der Feldmesstechnik" von Martin H. Virnich

* "Feldreduzierung in Gebäuden. Geschirmte Elektroinstallation, Abschirmung an Gebäuden und in Wohnungen" von Martin Schauer

Beide Bücher könnten Dir ein wenig weiterhelfen und zumindest ein paar Fragen beantworten.

[Bergfee]

Hallo Bettina
die Umrechnung ist schon richtig. Und der Antennengewinn wird bei der Eichung eines gekauften Meßgerätes berücksichtigt.

Mir scheint, dass das nur Gerede ist. Falls etwas Wichtiges dahinter stecken sollte, reichen mir die Infos nicht aus.

Die Entfernung ist doch für die Messung unwichtig. Das Ziel der Messung ist es doch, die Strahlung vor Ort zu messen und nicht die Sendeleistung des Mobilfunkturms zu berechnen.

...

LG Detlef

Hallo,
für alle Interessierten zur Info, habe nochmal den Herrn Mayr gefragt, der die ROM Geräte herstellt, und seine Aussage deckt sich mit der von Herrn Thielhorn: nicht jedes Gerät hat eine kalibrierte/geeichte Antenne (weiss den Unterschied zwischen Kalibrierung und Eichung gerade nicht und hoffe, das ist hier egal). Um dbm in µW/m² umzurechnen muss man den Antennengewinn kennen, am besten jeweils in unterschiedlichen Entfernungen (2m, 3m, 5m...). Das zu kalibrieren ist recht aufwendig und teuer, und für Geräte, die man als günstige Netzwerkanalysatoren benutzt, wohl nicht unbedingt notwendig. Daher gibt es nicht für jede Antennen auch das Wissen um den Antennengewinn, und der Frequenzanalysator von aimtti hat eben keine kalibrierte Antenne.

Warum diese Entfernungen dabei etwas ausmachen, wo man doch gar nicht weiss, in welcher Entfernung man gerade misst, habe ich noch nicht verstanden. Aber dass der Antennengewinn je Frequenz unabdingbar ist, um die im Messgerät ankommende Strahlungsstärke zu interpretieren, ist einleuchtend. Denn wie groß die Feldstärke am jeweiligen Ort ist und wieviel die Antenne davon aufnimmt und an den Rest des Messapparates weitergibt sind natürlich zwei unterschiedliche Paar Schuhe.

[SCHWERMETALL]

A. Wolfsperger, Elektromagnetische Schirmung
https://tinyurl.com/2r8b37yj

Schwab und Kürner, Elektromagnetische Verträglichkeit
https://tinyurl.com/kul6coma