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[befindet sich noch im Aufbau... kann und wird 'noch' Fehler und Fehlfunktionen enthalten! Start 07.2023, Stand: 12.2025]

Der Wellenwiderstand Z_W ist die der Ausbreitung einer elektromagnetischen Welle entgegenwirkende Eigenschaft eines Mediums.

Wellenwiderstand:

Z_W = Wellenwiderstand [Ω]
Z_F = Feldwellenwiderstand [Ω]
Z_L = Leitungswellenwiderstand [Ω]
Feldwellenwiderstand Z_F ≠ Leitungswellenwiderstand Z_L
E = elektrische Feldstärke [Vm^-1]
H = magnetische Feldstärke [Am^-1]
µ₀ = Magnetische Feldkonstante [NA^-2]
ε₀ = Elektrische Feldkonstante [Fm^-1]
j = imaginäre Einheit [1]
ω = Kreisfrequenz [s^-1]
µ = Permeabilität [Hm^-1]
σ = elektrische Leitfähigkeit [Sm^-1]
ε = Permittivität [Fm^-1]
Z₀ = Freiraumwellenwiderstand [Ω]
L' = Induktivitätsbelag [Hm^-1]
C' = Kapazitätsbelag [Fm^-1]
π = Kreiszahl (Pi) [1]
ε_r = Relative Permittivität [1]

Je nach dem betrachteten Medium kann zwischen Freiraumwellenwiderstand Z₀, Feldwellenwiderstand Z_F oder Leitungswellenwiderstand Z_L unterschieden werden.

In homogenen, isotropen Ausbreitungsmedien (z.B. Vakuum, Luft) ist der Feldwellenwiderstand Z_F das Verhältnis aus der elektrischen Feldstärke E zur magnetischen Feldstärke H.

Z_F = Feldwellenwiderstand [Ω]
E = elektrische Feldstärke [Vm^-1]
H = magnetische Feldstärke [Am^-1]
µ = Permeabilität [Hm^-1]
ε = Permittivität [Fm^-1]
µ₀ = Magnetische Feldkonstante [NA^-2]
ε₀ = Elektrische Feldkonstante [Fm^-1]
ε_r = Relative Permittivität [1]
µ_r = Relative Permeabilität [1]
Z₀ = Freiraumwellenwiderstand [Ω]
j = imaginäre Einheit [1]
ω = Kreisfrequenz [s^-1]
σ = elektrische Leitfähigkeit [Sm^-1]

Der Freiraumwellenwiderstand Z₀ stellt dabei eine Sonderform des Feldwellenwiderstand Z_F dar und ist eine Naturkonstante.

Z₀ = Freiraumwellenwiderstand [Ω]
µ₀ = Magnetische Feldkonstante [NA^-2]
ε₀ = Elektrische Feldkonstante [Fm^-1]
c₀ = Lichtgeschwindigkeit im freien Raum [ms^-1]

In einem längshomogenen Ausbreitungsmedium (z.B. Leitung) ist der Leitungswellenwiderstand Z_L das Verhältnis aus Induktivitätsbelag L' zum Kapazitätsbelag C', bzw. dem Verhältnis aus Freiraumwellenwiderstand Z₀ und der relativen Permittivität ε_r des Dielektrikums in Abhängigkeit von der Geometrie des Leiterquerschnitts.

Z_L(Koax) = Leitungswellenwiderstand Koaxialkabel [Ω]
L' = Induktivitätsbelag [Hm^-1]
C' = Kapazitätsbelag [Fm^-1]
R' = Widerstandsbelag [Ωm^-1]
G' = Ableitungsbelag [Sm^-1]
j = imaginäre Einheit [1]
ω = Kreisfrequenz [s^-1]
π = Kreiszahl (Pi) [1]
Z₀ = Freiraumwellenwiderstand [Ω]
ε_r = Relative Permittivität [1]
D = Aussendurchmesser [m]
d = Innendurchmesser [m]

Der Feldwellenwiderstand Z_F mit dem Leitungswellenwiderstand Z_L über den Wellenwiderstand des Vakuums (Freiraumwellenwiderstand Z₀) verknüpft.

Z_L(Koax) = Leitungswellenwiderstand Koaxialkabel [Ω]
Z₀ = Freiraumwellenwiderstand [Ω]
π = Kreiszahl (Pi) [1]
ε_r = Relative Permittivität [1]
D = Durchmesser (Aussenleiter Koaxialkabel) [m]
d = Durchmesser (Innenleiter Koaxialkabel) [m]

Z₀ = Freiraumwellenwiderstand [Ω]
µ₀ = Magnetische Feldkonstante [NA^-2]
ε₀ = Elektrische Feldkonstante [Fm^-1]
c₀ = Lichtgeschwindigkeit im freien Raum [ms^-1]

Wellenwiderstand Z_W des Vakuums:

Z_W = Wellenwiderstand [Ω]
j = imaginäre Einheit [1]
ω = Kreisfrequenz [s^-1]
µ = Permeabilität [Hm^-1]
σ = elektrische Leitfähigkeit [Sm^-1]
ε = Permittivität [Fm^-1]
µ₀ = Magnetische Feldkonstante [NA^-2]
ε₀ = Elektrische Feldkonstante [Fm^-1]
Z₀ = Freiraumwellenwiderstand [Ω]

Im Vakuum nimmt die elektrische Leitfähigkeit σ den Wert 0 an und die Permittivität ε und Permeabilität µ entsprechen definitionsgemäß den Werten der jeweiligen Konstanten: Elektrische Feldkonstante ε₀ bzw. magnetische Feldkonstante µ₀.

Ableitung: Ampere

Ableitung: Ohm

Ableitung: Newton

⇒ C-Belag [ ⇒Kapazitätsbelag ]
⇒ Dielektrikum
⇒ Elektrische Leitfähigkeit
⇒ Elektromagnetische Welle
⇒ Feldwellenwiderstand
Formelsammlung
⇒ Freiraumwellenwiderstand
⇒ Imaginäre Einheit
⇒ Impedanz
⇒ Kreisfrequenz
⇒ L-Belag [ ⇒Induktivitätsbelag ]
⇒ Leitungswellenwiderstand
⇒ Leitfähigkeit [ ⇒Elektrische Leitfähigkeit ]
⇒ Magnetische Feldkonstante
⇒ Magnetische Feldstärke
⇒ Permeabilität
⇒ Permeabilitätszahl [ ⇒Relative Permeabilität ]
⇒ Permittivität
⇒ Permittivitätszahl [ ⇒Relative Permittivität ]
⇒ Relative Permeabilität
⇒ Relative Permittivität
⇒ Wellenwiderstand des Vakuums [ ⇒Freiraumwellenwiderstand ]
⇒ Widerstand