Der Skin-Effekt
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Der Skin-Effekt
Am Anfang war der … Kupferdraht.
Ja, natürlich kennen Sie einen Kupferdraht.
Um aber eine genaue Vorstellung davon zu bekommen, wovon ich hier schreibe, kann es nicht schaden, wenn man sich z.B. ein Stück „Feuchtraumkabel“ (fachmännisch NYM) besorgt, ein Ende abisoliert und sich dann einen der vermutlich drei bis fünf vorhandenen Kupferdrähte genauer ansieht. Natürlich tut es auch die Abbildung rechts neben diesem Text.
Dass Sie hier schwarze, braune, graue, blaue und gelbgrüne Adern entdecken können, soll uns an dieser Stelle nicht weiter interessieren.
Wenn wir uns vor Augen führen, dass durch dieses Kabel unsere Waschmaschine oder der 2.000 Watt Radiator mit Strom versorgt werden, sollte dies in uns die Überzeugung reifen lassen, mit einem solchen Kabel auch als Signalleiter gut versorgt zu sein und wir werden uns zudem sicher sein können, sogar noch viele „Reserven“ geschaffen zu haben, oder?
Und schön preiswert ist es auch noch!
Doch Pustekuchen! Dieser Draht taugt als Signalleiter nicht sonderlich viel.
Der Skin-Effekt soll daran Schuld sein!
Im Internet und in jeder Bibliothek können Sie zum Skin-Effekt umfangreiche, wissenschaftlich korrekte Informationen und Formeln finden. Davon ist aber vieles sehr schwer verständlich, weshalb ich hier versuchen möchte, den Skin-Effekt einmal auf folgende Art zu erklären:
Haben Sie schon mal so eine feuchtfröhliche Flossfahrt auf einem Miniflüßchen mitgemacht?
Wenn ja, wird Ihnen aufgefallen sein, dass die Geschwindigkeit des Flosses immer dann am höchsten war, wenn es sich in der Mitte des Wasserlaufs befand. Trieb es näher zum Ufer hin, nahm die Geschwindigkeit ab. Die Strömungsverhältnisse waren in der Mitte des Flusses einfach am günstigsten.
Und so etwas ähnliches passiert auch, wenn Strom durch ein Kabel fließt. In der Mitte des Drahtes fließt der Strom irgendwie „besser“, „schneller“, „widerstandsloser“. Jedenfalls für tiefe Frequenzen.
Steigt nämlich die Frequenz eines Signals an, verschlechtert sich die Leitungseigenschaft in der Mitte des Kupferdrahtes. Irgendwann wird der Widerstand dort so stark, dass die höheren Frequenzen immer mehr nach außen zum Rand hin verdrängt werden. Sehr hohe Frequenzen fließen dann ausschließlich an der Oberfläche des Leiters.
Stark vereinfacht ausgesagt führt dies dazu, dass die tiefen Frequenzen „ab durch die Mitte“ und die hohen Frequenzen „immer am Rand lang“ fließen.
Kabel mit massiven Leitern finden wir im HiFi-Bereich daher schon lange nicht mehr. Was aber natürlich auch daran liegt, dass solche Kabel unflexibel und schlecht zu verarbeiten sind.
