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Grundlagen der Elektrotechnik - Allgemein

Ein weiteres Beispiel

In unserem Wasserschlauch bauen wir zwei gleich große Widerstände ein.

Wenn wir den Druck vor und nach jedem der Widerstände messen stellen wir fest dass sich der Druck Nach jedem Widerstand um die Hälfte des Gesamtdruckes vermindert. Egal wie groß der Druck ist!

Wenn die Widerstände nicht gleich groß sind verhält sich der Druckverlust (Spannungsabfall) im selben Verhältnis wie der Widerstandswert. Am größeren Widerstand fällt mehr Spannung ab.

Wenn man alle Spannungsabfälle zusammenzählt muss die Gesamtsumme gleich der angelegten Spannung sein.

Besser verständlich vielleicht so dargestellt

Immer beachten dass die Teilspannungen in Summe die angelegte Spannung ergeben müssen.

Ein Beispiel aus der Praxis

Wir nehmen wieder unsere 12 V Batterie und wollen eine Lampe (die für diese Spannung geeignet ist) mit 1 Watt Leistung. Damit die Lampe nicht dauernd brennt bauen wir noch einen Schalter ein. Da wir keine neuen zur Hand haben, verwenden wir einen gebrauchten der schon einen Widerstand von 5 Ohm hat.

Der Widerstand der Lampe errechnet sich aus den oben angeführten Formeln:

P (Leistung in Watt) = U (Spannung in Volt) mal I (Strom in Ampere)

daraus ergibt I = P/ U

1W/12V= 0,0833A

und nachdem der Widerstand aus dem Ohmschen Gesetz (s.o.)

R (Widerstand in Ohm) = U (Volt) / I (Ampere)

ist beträgt der Widerstand der Lampe

12V/0,0833A=144 Ohm

Die dazu in Serie geschalteten 5 Ohm des alten Schalters sind also nur ca. 3,5 % und machen sich nicht stark bemerkbar.

Wie schaut die Sache aus wenn wir statt der 1 W Lampe eine Lampe mit 50 Watt nehmen?

Zum Beispiel den alten Handscheinwerfer

50W/12V=4,16A und

12V/4,16A=2,88 Ohm

An dem Schalter mit 5 Ohm ist also der Spannungsabfall wesentlich größer als an der Lampe und sie wird nicht leuchten.

Der Schalter ist also zum Schalten größerer Leistungen absolut ungeeignet. Das kann zum Beispiel bei der Ankerwinsch mit ihrem extrem hohen Strombedarf zum Versagen führen.

Bei der Gelegenheit noch ein wichtiger Hinweis. Der Spannungsabfall an einem Widerstand erzeugt in jedem Fall auch Wärme! Und hier liegt eine oft vergessene oder unterschätzte Gefahr. An schlechten Kontakten und Schaltern kann es zu großen Erwärmungen kommen sodass in schlimmsten Fall Brandgefahr besteht!

Rechnen wir das obige Beispiel mit einer 1000 W Ankerwinsch durch

1000W/12V=83,3A

12V/83,3A=0,14Ohm

beträgt also nur mehr 2,8% des Schalterwiderstandes.

Der tatsächliche Strom der durch das System fließt ist somit

12V/ (0,14 + 5 Ohm)=2,33A

An dem Schalter entsteht also eine Wärmeleistung von fast 28Watt. Das ist eine Leistung die unter anderem in Lötkolben Verwendung findet.
   
   
   

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