Geräusche aus Röhrerenhals ?!

Hallo Andy!

Zitat

Eine Richtungsänderung (Änderung des Impulses, ist eine vektorielle Grösse) erfordert physikalsich gesehen Energie

Da bist du leider auf dem falschen Dampfer: Die Lorentzkraft ist immer orthogonal zur Bewegungsrichtung (Impuls) der Elektronen und ist gegeben durch das Vektorprodukt:
F=e*vxB
(dabei sind F=Lorentzkraft (vektor), e=elementarladung des Alektrons, v=Elektronengeschwindigkeit (vektor) x-->Vektorprodukt, B=Magnetische Flussdichte (vektor))
Damit ist das Skalarprodukt aus F und v (also Kraft und Bewegungsrichtung) immer Null (ist ja senkrecht!) --> Also wird keine Energie auf das Elektron übertragen.

Zur Erinnerung: Der alte Schulversuch mit dem Fadenstrahlrohr in der Mitte zwischen zwei Helmholzspulen: Da kann man die Elektronen aus einer Kanone im Dünn gasgefüllten Fast-Vakuum sehen, und Abhängig von der Stromstärke duech die Spulen (Direkt proportional zur magnetischen Flussdichte) kann man die Elektronen auf eine Kreisbahn schicken. Würde die Energie der Elektronen zunehmen, dann würden sie ja schneller und sie würden auf einer Spirale nach aussen flitzen --- tun sie aber nicht. (Deshalb hat man im Zyklotron eben elektrostatische Beschleunigungsstrecken eingebaut ---> Dann gibts eine SPirale)

Merke: Im magnetischen Feld erfahren bewegte Ladungsträger eine Lorentzkraft, die Senkrecht auf Bewegungsrichtung und Richtung der Flussdichte steht (rechte-Hand_Regel). Ihre Grösse ist Proportional zur Geschwindigkeit und Flussdichte.

(jetzt hab ich mir wieder jeden Bonus bei Andy aufgebraucht )

Viele Grüße und ein schönes verlängertes Wochenende!

Harald

Zitat

Original von frickler

Egal is das der Ablenkung nicht, je höher der Strahlstrom ist umso mehr Ablenkenergie wird benötigt.

Den Effekt kennen sicher noch einige aus Uralt Schwarz/Weiß Geräten. Dort wurde der Strahlstrom durch einen defekten Gleichrichter am Hochspannungsausgang vom ZTR begrenzt. Ergebnis war ein Lupeneffekt, der äußere Bereich vom Bild war dann nichtmehr sichtbar.

Grüße

Frickler

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Sorry, dass ist leider komplett falsch.

Der allseits bekannte Lupeneffekt kommt von einem erhöhten Innenwiderstand im HV-Gleichrichter (beliebt war die DY86 mit schlapper direkt beheizter Kathode).
Was passiert dann bei hellem Bild: Strahlstrom steigt an, am Innenwiderstand der Röhre fällt mehr Spannung ab, und damit bleibt weniger Hochspannung an der BR übrig. Die Elektronen werden weniger beschleunigt und sind daher langsamer.
Die Ablekkräfte konnen länger wirken und der Strahl wird weiter abgelenkt.

Gruß
Harald

Edit: Sorry, nicht alle antworten genau gelesen gehabt --- diesen Punkt hattet Ihr ja schon geklärt.....

Hallo,
Erstmal Danke an Harald für die Richtigstellung, der Begriff Energie ist tatsächlich physikalisch natürlich falsch. Die Elektronen werden selbstverständlich durch das Magnetfeld auch nicht beschleunigt. Richtig muss es heissen: um die Richtung der Elektronen zu ändern muss eine Kraft aufgebracht bzw. vorhanden sein, dass ist wie geschrieben die Lorenzkraft und die (ent)stammt dem Magnetfeld. Das Magnetfeld ist selber wieder abhängig vom Suplenstrom. Bei grossem Strahlstrom sinkt die Hochspannung ab, dies führt zum bekannten Lupeneffekt, wenn man das kompensieren will, dann muss man den Ablenkstrom verkleinern, also dürfte von daher der umgekehrte Effekt-wenn überhaupt-zu erwarten sein.

Jou --- kan man so quasi gelten lassen. Mit einer kleinien Änderung (aber wir wollen ja nich paäpstlicher sien ls der.....)
Beschleunigt werden die Elektronen schon (sonst würden sie Ihre Bewegungsrichtung ja nicht ändern --- das war schon korrekt), aber eben immer senkrecht zur Bewegungsrichtung und deshalb nimmt ihre kinetische Energie nicht zu ( Furrchtbar, gell, aber damit hat sich der gute alte Mexwell schon im 19. Jahrhundert rumgeschlagen )

Aber genug der Physik und zurück zum Problem: Kann es sein, dass die Zeilenendstufe auf schnelle Änderungen des Strahstromes reagiert und den Zeilenablenkstrom unnötig moduliert? So könnte ich mit vorstellen, dass bei höheren Strahlströmen zusätzliche Harmonische im Zeilenablekkreis induziert werden und sich in der Ablenkspule gersäuschmässig bemerkbar machen (was komisch ist, denn das wären Oberwellen auf der Zeilenfrequenz also x mal 32kHz beim 100Hz-Gerät....)
... nur so ne Theorie.....

Edit: Kommt mir grad ein: Muss gar keine Harmonische auf der Zeilenfreauenz sein: Die Dunkeltastung beim Bildrücklauf reicht: da sinkt der Strahstrom aun nullo ab und Dir Zeilenendstfe muss kurzzeitig viel weniger leistung in richtung HV abgeben. Damit haban wir eine Oberwelle auf der Bildfrequenz..... also 100Hz, 200Hz....)

Jetzt sülze ich auch mal was dazu. Alles nach meinem bisherigen Verständnis, wenn
ich mich irgendwo irre, bitte ich um Korrektur (bzw. da werden sich schon die
üblichen Verdächtigen mit Genuss draufstürzen... )

Die Hochspannung (EHT) muss stabilisiert sein. Da die EHT-Erzeugung, wie jedes Netzteil,
einen endlichen Innenwiderstand hat, sinkt die EHT mit steigendem Strahlstrom.
Wie schon oben angeführt, bei variierender EHT ändert sich auch die Verweildauer der
Elektronen im Magnetfeld der Ablenkung, und damit die Auslenkung ---> Lupeneffekt.

Um die EHT zu Stabilisieren, wird nicht die EHT selber gemessen, sondern die Summe
der RGB-Strahlströme (Fußpunkt der EHT-Wicklung, Rückstrom des Aquadag-Belages, etc.).
So wie ich es verstanden habe, erfolgt die Regelung der in den FBT übertragenen Energie
dadurch, dass die Einschaltdauer (während des Zeilenhinlaufes) minimal variiert wird,
und somit die im FBT gespeicherte Energie verändert wird (PWM ähnlich wie bei einer
Sperrwandler-SMPS). Damit es nicht zu einer horizontalen Verschiebung kommt, wird
der Zeilenoszillator durch einen unterlagerten Regelkreis (Phi2 heisst der, glaube ich)
durch den Rückschlagimpuls des FBT auf das H-Sync-Signal des FBAS synchronisiert.
Weil aber bei einem normalen TV EHT-Erzeugung und H-Ablenkung nicht getrennt sind,
müsste sich durch diese Art der Regelung auch der Strom in der H-Ablenkspule ändern
(und damit eine Bildbreitenänderung einhergehen, aber keine Bildhöhenänderung - wie bei
einem Lupeneffekt -, da die V-Ablenkung unabhängig ist).
Also nicht Ablenkstromänderung zur Kompensation von irgendwas, sondern ein Schwachpunkt
der verwendeten Schaltungstechnik.

Warum induktive Bauteile Geräusche machen, ist hinlänglich bekannt. Lose Wicklungen, die
natürlich elektromagnetischen Kräften ausgesetzt sind, und damit in Schwingungen geraten
können, somit Luft- oder Körperschall erzeugen.
Lose Kernhalbschalen, die natürlich auch elektromagnetischen Kräften ausgesetzt sind,
und dann wie oben Geräusche erzeugen können.
Magnetostriktion, d.h. Änderung der physikalischen Abmaße eines Magnetwerkstoffes
durch die Änderung des magnetischen Flusses. Das ist vor allen Dingen bei großen
Leistungen (MVA-Trafos) ein Problem. Gegen Magnetostriktion gibt es kein Gegenmittel,
außer Geräuschdämmung. Inwieweit die in der Ablenkung verwendeten Ferritwerkstoffe,
bei der im TV-Bereich verwendeten Leistung betroffen sind, ist mir nicht bekannt.

Kommentare bzw. Korrekturen willkommen!

also mir ist kein TV bekannt wo nach Strahlstrom geregelt ist. Logischerweise muss die ablenkung mit dem Synchronsignal nicht nur in der Frequenz sondern auch in der Phase übereinstimmen, das übernimmt der phi2 Regelkreis, dabei werden insbesondere Verzögerungseffekte durch den HOT ausgeglichen.
Der Fußpunkt der Hochspannungswicklung dient nur zur Strahlstromüberwachung und tastet das Bild dunkel bzw. schaltet die Kiste ganz aus wenns zu heftig wird. Bei manchen Geräten wirkt eine am Fußpunkt abgegriffene dem Strahlstrom proportionale Spannung auch auf die O/W-Endstufe und korriegiert so bei hohem Strahlstrom den Lupeneffekt, dabei setzt man einfach voraus, dass die Strahlstromänderung in etwa proportional zur Änderung der HT ist und damit der Bildbreitenänderung.Normalerweise müsste sich auch ein gewisser Selbstregeleffekt auf Grund des Trafos ergeben.
Bei Monitoren sieht die Sache z.T. anders aus, hier wird die Hochspannung bei einigen Geräten geregelt, d.h. intern im Trafo heruntergeteilt und auf einen Regler gegeben. Im übrigen erreicht man sowohl bei TVs wie auch bei Monitoren duch einen Kondi am HT-Ausgang eine herbasetzung des dyn. Innenwiderstandes.
Meinungen sind wie immer willkommen.

@ Harald:
Knapp daneben,
Überleg dir mal folgendes:

Zitat

Merke: Im magnetischen Feld erfahren bewegte Ladungsträger eine Lorentzkraft, die Senkrecht auf Bewegungsrichtung und Richtung der Flussdichte steht (rechte-Hand_Regel). Ihre Grösse ist Proportional zur Geschwindigkeit und Flussdichte.

Reduzieren wir mal eine beliebige Geschwindigkeit von v>0 durch halbe Beschleunigungsspannung um den Faktor 2 -> halbe Lorenzkraft -> halber Ablenkwinkel ->halbe Bildgröße

Zitat

Die Elektronen werden weniger beschleunigt und sind daher langsamer.
Die Ablekkräfte konnen länger wirken und der Strahl wird weiter abgelenkt..

Hat bei obiger Betrachtungsweise zwar keinen Einfluß, aber selbst wenn,
dann:
halbe Geschwindigkeit ->doppelt Einwirkdauer -> doppelter Ablenwinkel
Ablenkwinkel 0,5 *2 =1 -> Bildgröße bleibt, keine Lupe?

oder Einwirkdauer egal,dann

Ablenkwinkel 0,5 -> halbe Bildgröße, negative Lupe?

oder etwas übersehen und dann doch Lupe ?

Gruß mike

Falls das stimmen sollte, hebt sich die Spannung nicht ganz heraus. Die anodenspannung beeinflußt die Geschwindigkeit der Elektronen, und damit die Verweildauer im B-Feld und auch die Stärke der Lorentzkraft.

e*U=0,5*m*v^2 (v in Richtung x)
-> v=SQRT((2*e*U)/m)

F=e*v*B=m*y´´
->y´´=(e*v*b)/m

t=x/v=x/sqrt((2*e*U)/m)

y=0,5*y´´*t^2
-> y=0,25*B*x^2*SQRT((2*e)/(m*u))

y=Ablenkung durch Lorentzkraft, x=Flugstrecke ohne Ablenkung, e=Einheitsladung, B=Feldstärke Magnetfeld, m=Masse Elektron, U=Anodenspannung

hallo

jungs ihr habt kenntnise ,die mir so scheint es , nur bahnhof vermitellen
und mit dem ursprungsproplem (glaube ich) nichts zu tun haben,
aber muss ich (bewundernt :] und hochachtent)zugeben das ihr das
proplem an der wurzel zu packen versucht
ich hätte da schon längst in grundlagen versagt
währe dort auch besser zu diskutieren
trotzdem viel spass noch bei grundsatzdisskusionen

mfg
moz

Primitive Rechnung, in der Praxis viel komplexer (kein Homogenfeld).

Geräusceh aus dem Kolbenhhals würde ich ignorieren, solange es sich nicht um Überschläge in der Röhre oder an der Ablenkspule handelt.

Nächster Versuch:
Das Magnetfeld übt eine Krat auf die Elektronen aus, die bei sonst gleichen Bedingungen von der Geschwindigkeit der Elektronen v abhängt, je größer die Anodenspannung dest größer die Geschwindigkeit der Elektronen v und desto größer die Lorenzkraft, mit wachsender Geschwindigkeit steigt aber auch die Zentrifugalkraft die auf die Elektronen wirkt, das hebt sich raus-s. a. Fadenstrahlrohr wo die Elektronen ja auch auf einer Kreisbahn bleiben. Bleibt jetzt nur noch die Verweildauer im Feld und die ist bei langsameren Elektronen nunmal gößer, daher auch größere Ablenkung.
Wie üblich: Einsprüche sind willkommen.

Hier gibt offenbar parallelen zur Ballistik, wobei allerdings die Luftreibung weitgehend fehlt.

V0 entspricht der Geschwindigkeit der Elektronen und die Gravitation der Erde dem Magnetfeld (nein ich war nie bei den Kanonieren ).

Ich überlege allerdings noch, was für Auswirkungen das Magnetfeld hat, das durch den Strahlstrom erzeugt wird.
Das ist mir aus den vorangegangenen Beiträgen noch nicht klar geworden.

Uwe

@ Frank Schölch
y ist nur eine Komponente, da kommt noch mehr dazu.

@ moz666999
Hat damit schon was zu tun.
Die Ablenkeinheit und der Strahlstrom wirken über die Lorentzkraft aufeinander ein, wie der Dauermagnet und der Strom in der Schwingspule bei einem Lautsprecher.
Dadurch wird der Bildinhalt hörbar, überwiegend im Bereich der Vertikal-Frequenz und die Lautstärke steigt mit dem Strahlstrom.

Gruß mike

@ Andy72
Natürlich hat die Verweildauer eine Auswirkung auf den Ablenkwinkel, aber
Verweildauer = Weg im Magnetfeld / Geschwindigkeit
v ist in der Lorenzformel schon berücksichtig und der Weg ändert sich nicht wesentlich. Somit kannst du die Verweildauer bei dieser Ableitung vergessen.
Der Denkfehler liegt hier

Zitat

mit wachsender Geschwindigkeit steigt aber auch die Zentrifugalkraft die auf die Elektronen wirkt, das hebt sich raus

Gruß mike

Echt amüsierend, diesen Thread zu verfolgen....

Natürlich ist es die Verweildauer, die hier zuschlägt.

Der Trick liegt (und Frank hat's ja in seiner einfachen Annäherung schon dringehabt) darin, dass die Elektronengeschwindigkeit mit der Wurzel der Beschleunigungsspannung zunimt, wohingegen bei der Lorentzkraft alles Betragsmässig linear ein geht. Also ein linearer und ein nichtlinearer zusammenhang. Daher kompensiert sich's auch nciht.

Ansonsten hilft: http://www.pci.uni-heidelberg.…um/literatur/gerthsen.htm

v ist die Geschwindigkeit der Elektronen,die in das Feld fliegen, die Kraft F (Lorenzkraft) die auf das Elektron wirkt und es ablenkt, andere Kräfte müssen aber auch berücksichtigt werden z.B. Gravitationskraft oder Zentrifugalkraft. Wenn Lorenzkaft und Zentrifugalkraft gleich groß sind beschreibt das Elektron eine Kreisbahn (wäre das nicht so, dann würde ja im Fadenstrahlrohr das Elektron nach außen wegfliegen oder sich auf einer Kreisbahn nach innen bewegen) bleibt also für den Ablenkwinkel nur noch die Zeit im Feld und damit die Größe des Kreisbogens der duch Ablenkung hervorgerufen wird.

tedbodensee: was hat die Beschleunigungsspannung damit zu tuen? Diese geht nur in die Geschwindigkeit der Elektronen ein, auf die Lorenzkraft hat sie keine Auswirkung. Und die Geschwindigkeit der Elektronen ist für die beiden Effekte Lorenzkraft und Verweildauer gleich.

Zitat

Diese geht nur in die Geschwindigkeit der Elektronen ein,

Ja eben --- und damit bestimmt sie die Verweilzeit der Elektronen im Feldbereich. Wo ist dein Problem? Sehe den Widerspruch nicht.....

Zitat

Der Trick liegt (und Frank hat's ja in seiner einfachen Annäherung schon dringehabt) darin, dass die Elektronengeschwindigkeit mit der Wurzel der Beschleunigungsspannung zunimt, wohingegen bei der Lorentzkraft alles Betragsmässig linear ein geht. Also ein linearer und ein nichtlinearer zusammenhang. Daher kompensiert sich's auch nciht.

Mich stört der Satz: ..dass die Elektronengeschwindigkeit mit der Wurzel der B-Spannung zunimmt, wohingegen bei der Lorenzkraft alles (..) linear eingeht.
Was soll der Vergleich? Die Beschleunigungsspannung geht in die Lorenzkraft überhaupt nicht ein, höchstens über die Geschwindigkeit und die ist für beide Prozesse gleich (Verweildauer und Kraft) Verweildauer t=s/v bei Lorenz auch linear wo ist da der nichtlineare Zusammenhang?

Also die Gewichtskraft sollt irrelevant sein, da beim Ortsfaktor von 9,81 und der Anodenspannung von 25kV die Bildröhre schon seeeeehr lange sein müste, um hier einen effekt zu erzielen.

Kreisbahn gibt es nur dann, wenn in ein hinreichend großes Homogenfeld rechtwinklig eingeschossen wird. Gibt es im Abitur einen Versuch für. Bei leicht schrägem Einschuß ergibt sich eine Spirale. Hier ist das Feld zu klein, so daß der Strahl nur leicht abgelenkt wird. Die Rechnung oben stimmt nicht wirklich, da das Feld am Ablenkjoch alles andere als homogen ist (Autokonvergenz durch entsprechende Formgebung des Kerns). Und: oben wird unterstellt, die Kraft in Y-Richtung sei immer konstant. Sie ist es aber nur für ganz kleine Ablenkungen, da sie genau betrachtet immer rechtwinklig wirkt, was im Homogenfeld eine Kreisbahn zur Folge hat.