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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Blöde 110V Frage


Autor: chris (Gast)
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Hallo,
wegen Aufbau einer THP Anlage würde ich gerne die Heizkörper durch
andere Ersetzen. Leider habe ich nur Heizkörper für 110V gefunden.
Nun meine Frage:
Kann ich zwei solcher 300W Titanium Heizspiralen seriell betreiben ?
Funktioniert das ohne Probleme, oder ist das nur Wunschdenken.

Autor: Helmut Lenzen (helmi1)
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Wenn die Heizkörper die gleichen Werte haben sollte das kein Problem 
sein.

Gruss Helmi

Autor: Sven Stefan (stepp64) Benutzerseite
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Dann hast du allerdings 600W, ansonsten sollte es gehen, wenn beide 
gleiche Werte haben.

Sven

Autor: Sven Stefan (stepp64) Benutzerseite
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Oder eine 3 Ampere Diode davor schalten sollte eigentlich auch 
funktionieren.

Autor: Dennis (Gast)
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Das mit der Diode funktioniert nicht.
(Bei Verdopplung der Spannung vervierfacht sich die Leistung, durch die 
Diode wird die Leistung wieder halbiert - Man würde dann also auf einem 
Heizkörper 600 Watt verbraten.)

Beim in-Reihe-schalten hast du das Problem, dass der heißere Heizkörper 
mehr Spannung abbekommt (größerer Widerstand) und dadurch noch heißer 
wird, das nennt man dann Thermal Runaway. Wann das Problem kritisch wird 
und wann nicht, kann man irgendwie auch berechnen. Oder ausprobieren.

Autor: Sven Stefan (stepp64) Benutzerseite
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Irgendwie sitz ich da gerade auf dem Schlauch. Durch die Diode wird doch 
eine komplette Halbwelle abgeschnitten. Damit liegen an dem Heizkörper 
doch nur noch 110V an und es sollten sich die Zustände einstellen wie 
bei echten 110V. Was mach ich da gerade falsch in meinem Gedankengang?

Sven

Autor: teufelchen (Gast)
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110 V sind die Hälfte von 220 V. Das ist mathematisch zwar richtig, aber 
nicht physikalisch (??? :-))

Die 220 resultieren als Effektivwert aus einer sinus-Spitzenspannung von 
310V. Die Leistung aus dem Integral dieser zwei Halbwellen. Wenn nur 
eine Halbwelle da ist, bleibt zwar die Spitzenspanung von 310V, aber die 
zu integrierende Fläche halbiert sich, was nicht unbedingt zu einer 
halben Leistung führt.

Autor: teufelchen (Gast)
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Aber du kannst die beiden Heizis ruhig hintereinander schalten. Da wird 
nix kippen, weil die sowieso mit +-10% Nennspannung konzipiert sind. Und 
dann läuft der eine im Extremfall mit 130V und der andere mit 90V. Der 
Draht glüht sowieso, da gibt es keine grossen Änderungen am Widerstand 
mehr.

Autor: teufelchen (Gast)
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vergiss bitte nicht, daß durch den erhöhten Widerstand auch der Strom 
abnimmt, es sei denn, es wurde ein Heißleiter verwendet. Wird bei 
Heizungen aber nur im Kohleofen ohne Elektrizität vorkommen :-)

Autor: chris (Gast)
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Danke für die Antworten, habe die Teile bestellt.

Autor: Nicht_neuer_Hase (Gast)
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Hallo,

teufelchen bemerkte:

"110 V sind die Hälfte von 220 V. Das ist mathematisch zwar richtig, 
aber
nicht physikalisch (??? :-))"

=> Für die Leistung am Widerstand gilt, mathematisch und physikalisch:

P=U(eff)²/R

Also, verdoppelt man bei R=const die Effektivspannung U(eff), erhält man 
die vierfache Leistung.

Schneidet man aus einer ursprünglich sinusförmigen Spannung eine 
Halbschwingung ab, hat man einen um Wurzel(2) kleineren Effektivwert, 
daher die halbe Leistung am Widerstand.
Logisch, dann ist ja nur noch während der halben Zeit eine Spannung 
wirksam.

Hingegen ist das über die momentanen Beträge der Spannung errechnete 
arithmetische Mittel dieser Spannung ( "Gleichrichtwert" ) natürlich 
halb so gross wie ursprünglich.

---

Diese Leistungshalbierungs-Schaltung per Diode gibt's oft bei 
Kleinverbrauchern wie z.B. Heizkissen, bei grossen Leistungen
( Heizlüfter ) ist sie wegen des resultierenden Gleichstroms nicht 
zulässig.

Gruss


Tip am Rande, nur für Elektrofachkräfte:

Bei Lötkolben aus der Steinzeit kann man sich so eine Standby-Schaltung 
zur Schonung der Lötspitze bauen:
Einfach mit Netzdiode überbrückten Schnurschalter in die Zuleitung 
einfügen.

Autor: peter-neu-ulm (Gast)
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Nochmals, zur weiteren Klärung.

Bei üblichem Widerstandsdraht ist der Temperaturbeiwert positiv, also 
wachsender Widerstand bei wachsender Temperatur. Also gibt es keinen 
thermal runaway, der ist nur bei Halbleitern mit hohem negativem 
Tempkoeffizient zu befürchten. Beide Heizer könne in Reihe an 220V 
geschaltet werden.

Wenn einer der Widerstände an 220 V angeschlossen wird, wird in einer 
Halbwelle (10 ms lang) 4 x 300W verbraten, also 1200 W
In der zweiten Halbwelle beträgt die Leistung Null.
Im Mittel ist die Leistung an 220V mit Diode also 600 W.

Der Gleichstrom , der dabei im Wechselstromnetz fließt, ist aber ein 
Pfui für das Energieversorgungsunternehmen, solch eine Betriebsart ist 
untersagt.

Autor: peter-neu-ulm (Gast)
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Man sollte nicht zu schnell abschicken.

Der thermal runaway ist bei großem negativen Koeffizienten und 
Parallelschaltung möglich, oder bei großem positivem Koeffizienten und 
Reihenschaltung.

Es bleibt aber bei der Tatsache, dass bei Heizdrahtlegierungen ein 
kleiner Temperaturkoeffizient angestrebt wird, hier die Reihenschaltung 
also wohl erlaubt ist.

Autor: chris (Gast)
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Zum besseren Verständnis,
ich brauche zwei Bäder bei gleicher Temperatur +- 3 Grad im Mittel,
-+ 8Grad Absolut, welche im Prinzip nacheinander durchfahren werden,
unterbrochen durch 3 Minuten Zwischenwässerung .
Da die Wannen 18" groß sind, ca 45cm, ist durch verwendung zweier
Heizkörper eine gute Erwärmung ohne sogenannte Hotspots möglich,
angenommen die Heizkörper werden am Boden und in der Mitte
der 10cm breiten Wanne befestigt.

Da die Wannen gleichzeitig aufgewärmt werden müssen, kann man sie auch
zusammenschalten, der Kontrollalgorithmus muß halt angepasst werden.
Dadurch kann ich auch 2x 2 in Reihe geschaltete Heizstäbe mittels
Diode betreiben, wobei dann zwei unterschiedliche Halbwellen ausgenutzt
werden, welche dann zusammen eine Vollwelle darstellen.

Das schein für mich eine passable Lösung zu sein. Was sich dabei am
Prozess ändert, ist daß ich für den ersten Prozess, welcher beheizt ist,
eine Vorwässerung brauche, damit die Temperaturdifferenz, eingeleitet
durch die Platine, bei beiden Bädern annähernd gleich ist.
Der zusätzliche Aufwand der kombinierten Temperaturregelung mittels
MCU ist gering.

Nochmals vielen Dank für die genaue Klärung des Sachverhaltes.
Chris

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