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Berechnung von maximal möglicher Stromstärke

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Final Destillation

Alter: 18
Hier seit: 22.03.2009
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Wohnort: Löbau, Sachsen

Verfasst am: 16/7/2009, 15:58 Titel: Berechnung von maximal möglicher Stromstärke


Moin, vielleicht kann mir jemand von euch helfen: Gibts ne Formel, mit der man den maximal möglichen Betriebsstrom (ich mein den Dauerstrom)der durch eine Leitung mit einem bestimmten Querschnitt oder Durchmesser fließen kann ohne, dass es zu heiß wird, berechnen kann? In wie fern muss ich auf die Spannung(sart), Lage, Länge, Isolierung und das Material eingegehen (spezifischer Widerstand, massiv oder Litze etc.)? Ich suche schon lange nach sowas, aber keiner konnte mir bis jetzt eine Formel geben. Und schätzen, ausprobieren und auf die Herstellerangabe gucken kann ich auch alleine. Ich bräuchte die Formel für gebrauchtes, oder sehr dünnes bzw. dickes Leitungsmaterial (Messleitungen, Spulen etc.) und für Drahte aus exotischerem Material (Ni, Pt, Pb, Au, Messing etc.) z.B. für Elektroden (Röhren und Elektrolysen). Danke schonmal. MfG TC

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Fred

Alter: 17
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Wohnort: Steinau

Verfasst am: 16/7/2009, 16:12 Titel:


Nein, dafür gibt es verschiedene Erfahrungswerte einfach. Da kommt es auf sooooo viel an, bsp. wo das Kabel liegt, wie heis es werden darf, wie lange es betrieben wird, wie stark das Umgebungsmedium kühlt etc. pp. Es gibt allerdinsg eine DIN-VDE-Norm zu dem Thema. Ich würde dir für eher improvisierte Anlagen empfehlen einfach mal einen Draht an ne konstantstromquelle zu schließen und mal mit den Strömen rumzuprobieren, dann krigt man ein Gefühl dafür, was zumutbar ist. Bei Elektrolyseelektroden und Elektronenröhrenelektroden sieht das auch schon wieder ganz anders aus...

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crazyman

Hier seit: 25.03.2007
Beiträge: 710

Verfasst am: 16/7/2009, 16:18 Titel:


Im Allgemeinem gibt es, zumindest ist mir dies für Kupferkabel bekannt, Tabellen dafür wo man die maximal zulässige Stromstärke ablesen kann, also z.B. für ein 3*1,5mm² Kabel 16A Die Erwärmung muss man sich so vorstellen das man ja einen bestimmten spezifischen Widerstand eines Materials hat, dieser wird mit dem Querschnitt und der Stromstärke verrechnet und man bekommt die Energie die an diesem Kabel pro Sekunde abfällt, auch Leistung genannt. Um weiterzumachen bräuchte man jetzt die Leistung die bei einer bestimmten Temperatur vom Kabel abgegeben werden kann, (also durch die Isolierung, Wärmestrahlung) da dies allerdings in der Praxis erhebliche Probleme verursachen würde beschränkt man sich auf Erfahrungswerte edit: Fred war schneller und noch eine Ergänzung Elektrolysen und Elektronenröhren brauchen im allgemeinem keine allzu hohen Ströme, ich nehm ein 1mm² Kabel her, das würde also für über 10A reichen und das genügt mir leicht

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Ethan-2-ol

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Verfasst am: 16/7/2009, 16:28 Titel:


Gibt es da nicht eine Formel, die eine Materialkonstante, Strom und Durchmesser beinhaltet? Mathematisch stelle ich mir das ganz simpel vor, so etwas wie: Temperaturerhöhung = Konstante * Strom / Durchmesser bzw. (Delta)T = kId Diese Formel würde halt gewisse Faktoren nicht berücksichtigen, aber das tut z.B. das Ohmsche Gesetz ja genauso wenig (Messfehler usw.).

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Final Destillation

Alter: 18
Hier seit: 22.03.2009
Beiträge: 841
Wohnort: Löbau, Sachsen

Verfasst am: 16/7/2009, 16:32 Titel:


Danke trotzdem erstmal. BTW: Ich war bei meiner letzten Elektrolyse erstanunt, wie gut sich 1,5mm²-Lötzinnwendel jenseits von 5A in Natronlauge machen, ich hab noch nicht mal Probleme mit dem Kolophonium gehabt.

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crazyman

Hier seit: 25.03.2007
Beiträge: 710

Verfasst am: 16/7/2009, 17:00 Titel:


Ethan-2-ol: Das ist alles nicht so leicht! Man hat ja einen gewissen Durchmesser des Drahtes und an jeder Stelle erwärmt sich jener gleichmäßig, da aber nur außen die Temperatur abgegeben werden kann muss man schonmal den Wärmewiderstand und die dicke etc. berücksichten, anschließend kommt es drauf an hat der Draht eine Isolierung, und wenn ja wie gut ist der Wärmeübergang von Isolierung zu Draht? Anschließend muss man sich fragen wie hoch der Wärmewiderstand der Isolierung ist und wie gut jene die Wärme nach außen hin ableitet (Oberfläche, Farbe). Das könnte man noch alles mathematisch (verbunden mit sehr schwierigen Messungen) bestimmen, jetzt kommen allerdings noch weiter Faktoren ins Spiel, umgebungstemperatur, Luftverwirbelung, Sonneneinstrahlung und und und Da ist es, wie beim Ohmschen Gesetz, wesentlich leichter nur 2 simple Sachen zu messen edit: außerdem hängt ja auch die Wärmeabstrahlung mit der Temperatur zusammen und zwar in der 4. potenz, das heißt doppelte Kelvin-Temperatur bedeutet 16Fache Wärmeabstrahlung

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Wirehead

Alter: 11
Hier seit: 13.02.2007
Beiträge: 620
Wohnort: Trier

Verfasst am: 16/7/2009, 17:12 Titel:


Hallo, im ganz wesentlichen hängt die zulässige Stromdichte von der Wärmeabfuhr ab. Für normierte und harmonisierte Leitungen gibts es entsprechende Tabellenwerke (VDE) die beschreiben wie hoch bei welcher Verlegeart, Temperatur und Häufung die Leitung betrieben werden dürfen. Für den Kurzschlussfall sind die entsprechenden Jouleintegrale zu berücksichtingen was die wahl von Sicherungen angeht. Für Spulen, Trafos, Motoren gibt es nur Erfahrungswerte bzw. gibt es eine Vorschrift die die ermittlung der beharungstemperatur beschreibt (wenn man denn einen Prototypen baut). Für Kupfer kann man bei Trafos und großen Spulen 2-3A/mm² rechnen und bei Motoren 5-7A/mm². Frei verlegte Kabel mit einfacher PVC Isolation und Querschnitten unter 6mm² würde ich im regelfall 8A/mm² nicht überschreiten. Blankdrähte bis 6mm² 12-14A/mm² Unter Wasser --- noch mehr Bei Aluminium muss man mit höheren verlusten rechnen (siehe Spezifischer Widerstand) und die Stromdichte entsprechend reduzieren (proportional bezoen auf Cu). Wenn man einen Draht glühen lassen will ist sehr entscheidend in welchem Gas, Druck und Gasgeschwindigkeit das geschehen soll. Das ist viel schneller experimentel ermittelt als berechnet... Edit: Die Abstrahlung von Wärme ist bei Leitern unter 10mm und bei weniger als 50K dT zu Vernachlässigen. Im unterschied zur Konvektion ergibt allerdings schon ein luftstrom von 1,5m/s die 4-6fache Wärmeabfuhr! Für die Stromdichten gilt ein sinusförmiger Stromverlauf! u.U. können nicht sinusförmige Ströme einen 4fach höheren Querschnitt fordern es gillt die beziehung P=R*I²! Kurze Impulse z.B. bei einer Brückengleichrichtung mit nachgeschaltetem Kondensator können 4-10x höher sein als der Nennstrom was in einer 16-100mal höherer Verlustleistung wärend der Pulszeit resultiert! Dahingehend sollte man sich überlegen wie man Trafo, besonders Kondensator und Gleichrichter auslegt. Gruß Torsten

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