Hallo,
ich stehe gerade so richtig auf dem Schlauch und hoffentlich kann mir
jemand weiter helfen.
Ich habe eine Leitung (Durchmesser 1,7526mm) mit einem Widerstand von
10,039ohm/km (Verlegeart brauch nicht berücksichtigt werden).
Wie kann ich jetzt die maximale Strombelastbarkeit der Leitung bei 20°C
berechnen, wenn die maximale Leitungslänge 4,572m betragen soll?
Vielen Dank
Michael
P.S. Die 10,039ohm/km was ist das für eine Größe (der spezifsche
Leitungswiderstand?)?
Michael schrieb:> Wie kann ich jetzt die maximale Strombelastbarkeit der Leitung bei 20°C> berechnen, wenn die maximale Leitungslänge 4,572m betragen soll?
Gar nicht.
Denn dir fehlt zuallererst die zulässige Erwärmung, dann evtl. noch
irgendwelche Konvektion und wasweißichnochalles...
> P.S. Die 10,039ohm/km was ist das für eine Größe (der spezifsche> Leitungswiderstand?)?
Stell dir mal vor, ein Draht wäre 1 Kilometer lang. Welchen Widerstand
hätte er dann, wenn er 10,039 Ohm pro Kilometer hat?
Wie wäre es, wenn du einfach die ganze und originale Hausaufgabe posten
würdest?
BTW: diese angegebene "maximale Leitungslänge" ist für die Lösung dieser
Aufgabe uninteressant. Sie kann für einen anderen, unbekannten
Aufgabenteil (z.B. Spannungsabfall bei diesem zu berechnenden
Maximalstrom oder Gesamtverluste der Leitung) aber durchaus interessant
sein...
Hallo,
wir haben ein Diagramm bekommen (siehe Anhang) und die dazugehörigen
Werte, wie oben angegeben. Jetzt möchte ich gern rechnerisch Nachweisen,
wie die Anhand den Werten, die Tabelle gezeichnet haben.
Michael schrieb:> Jetzt möchte ich gern rechnerisch Nachweisen, wie die Anhand den Werten,> die Tabelle gezeichnet haben.
Wie vermutet ist dort nicht die ERwärmung interessant, sondern der
Spannungsabfall. Und den kannst du mit den gegebenen Werten leicht
ausrechnen: Wenn 1km Draht 10,039 Ohm haben, wieviel Widerstand haben
dann 4,572m? Und wieviel Spannung fällt an diesem Widerstand bei welchem
Strom ab?
Lösungsweg:
Dreisatz (Grundschule) und ohmsches Gesetz (umgestellt nach U)...
Lothar M. schrieb:> Lösungsweg:> Dreisatz (Grundschule) und ohmsches Gesetz (umgestellt nach U)...
Danke, das habe ich schon. Ich glaube jetzt auch das ich es verstanden
habe. Sollte bei der Rechnung der Spannungsabfall über 1V liegen, müsste
man den nächst größeren Leitungsdurchmesser verwenden?!
Dazu hätte ich jetzt noch eine weitere Frage:
Der Verbaucher hat 560W und zieht 20A bei 28V. Es ist über ein Kabel
angeschlossen, wodurch ein Spannungsabfall von 1V auftritt. Das heißt am
Verbrauchen kommen nur noch 27V an. Um jetzt auf die 560W zu kommen,
wird er doch einen höheren Strom ziehen oder?!
Michael schrieb:> Um jetzt auf die 560W zu kommen,> wird er doch einen höheren Strom ziehen oder?!
kommt auf den Verbraucher an, die meisten verbrauchen haben dann keine
560W mehr.
Michael schrieb:> Sollte bei der Rechnung der Spannungsabfall über 1V liegen, müsste man> den nächst größeren Leitungsdurchmesser verwenden?!
Keine Ahnung. Das geht aus den gemachten Angaben nicht hervor.
Michael schrieb:> Um jetzt auf die 560W zu kommen, wird er doch einen höheren Strom ziehen> oder?!
Wenn er ein Schaltnetzteil ist, dann schon.
Wenn er ein Motor oder eine Lampe oder ein Heizlüfter ist, dann wird er
bei 27V weniger Strom "ziehen" und entsprechend weniger Leistung
"abnehmen". Man müsste also wissen, ob man den Verbraucher durch einen
1,4 Ohm Widerstand ersetzen darf...
Danke für eure vielen hilfreichen Antworten. Jetzt wäre nur noch eine
letzte. Wir haben das Thema zwar nur angeschnitten aber es interessiert
mich doch schon sehr. Z.B. in Flugzeugen die etwas 10.000m hoch fliegen
muss man bei der Strombelastbarkeit von Leitungen (wegen der Temperatur)
je nach höhe einen gewissen Faktor dazu rechen z.B. 0.8.
Kennt sich jemand von euch damit aus und könnte mir das näher
beschreiben.
Gleichungen wären ebenfalls hilfreich.
Danke
Michael
Hallo nochmal,
ich habe jetzt lange im Internet gesucht und ich komme nicht wirklich
auf irgendein Ergebnis:
Folgendes ist gegen:
Leitungslänge = 4,7244m
Leitungswiderstand bei 20°C: 10,039ohm/km --> 2,5mm² Leitungsquerschnitt
Umgebungstemperatur: 50°C
Leitung ist für eine Temperatur von 200°C ausgelegt.
Meine Frage ist, kann man alleine Anhand dieser Daten die maximale
Strombelastbarkeit der Leitung bei dieser Länge ermitteln?
Falls nicht, seht ihr nachfolgend die restlichen Daten:
Spannung: 28VDC
Spannungsabfall soll nicht über 3% liegen
Die Leitungen werden in einem Bündel bestehend aus 8 Leitungen verlegt
--> aus einer Tabelle konnte ich den Faktor 0,6 ermitteln, den man bei
der Strombelastbarkeit berücksichtigen muss.
Könnte mir bitte jemand verständlich aufzeigen, wie man rechnerisch aus
den genannten Daten ermitteln kann ober der gewählte Kabeldurchmesser
ausreichend ist?
Ich weiß leider nicht, wie ich alle oben genannten Daten einbeziehen
soll.
Ihr würdet mir sehr weiterhelfen.
Danke und Gruß
Michael
Michael schrieb:> Meine Frage ist, kann man alleine Anhand dieser Daten die maximale> Strombelastbarkeit der Leitung bei dieser Länge ermitteln?
nein, dafür muss man wissen wie viel wärme das Kabel an seine Umgebung
abgeben kann.
Freileitungen können mehr belastet werden, als Kabel die in eine
Wärmedämmung verlegt sind.
Peter II schrieb:> Freileitungen können mehr belastet werden, als Kabel die in eine> Wärmedämmung verlegt sind.
Daher wurde in der Tabelle der Faktor 0.6 angeben den man mit dem
errechneten Strom multiplizieren soll.
Michael schrieb:> Daher wurde in der Tabelle der Faktor 0.6 angeben den man mit dem> errechneten Strom multiplizieren soll.
das ist doch nur der Faktor für die Bündelung oder nicht?
Peter II schrieb:> das ist doch nur der Faktor für die Bündelung oder nicht?
Ja stimmt.
Dann gehen wir davon aus, das die Leitung eine Freileitung ist, die mit
einem Kunststoffschutzschlauch geschützt ist.
Ich verzweifel so langsam. Vielleicht könnt ihr mir ja ein komplettes
Rechenbeispiel aufzeigen, mit all den Werten von oben + die Angaben, die
noch Fehlen (Beispielwerte).
Dank
Michael schrieb:> Dann gehen wir davon aus, das die Leitung eine Freileitung ist, die mit> einem Kunststoffschutzschlauch geschützt ist.
das ist ja schon fast eine Wärmedämmung - sehr ungünstig
> Ich verzweifel so langsam. Vielleicht könnt ihr mir ja ein komplettes> Rechenbeispiel aufzeigen, mit all den Werten von oben + die Angaben, die> noch Fehlen (Beispielwerte).
das wird wohl kaum jemand liefern können. Zum Schluss ist sogar die
Oberfläche der Leitung von Bedeutung.
Ein flaches Band kann mehr Strom übertragen, als ein Rundleiter und das
bei gleichen Querschnitt - nur wegen der Wärmeabgabe.
In der Paxis ist oft nur der Spannungsverlust entscheidend für den
Querschnitt. Ich durfte vor kurzen ein 95² verlegen und das bei nur 100A
- einfach wegen dem maximalen Spannungsverlust.
Aber es muss doch z.B. für Rundleiter eine Näherungsformel geben-------
es gibt für alles eine Näherungsformal :D
Was ich halt nicht verstehe, ist wie ich 50C Umgebungstemperatur und die
200C max Leitungstemperatur verwenden soll.
Es kann verschiedene Randbedingungen geben, die den querschnitt anders
bewerten lassen. Kuerlich sah ich die 60A Zufuehrung an einen
Supraleiter. Die war 1mm^2 Kupfer. Sie war durch verdampfendes Helium
gekuehlt. Der Grund fuer den kleinen Querschnitt war die statische
Waermeleitfaehigkeit, die konstanten Heliumverbrauch verursacht.
Michael schrieb:> Was ich halt nicht verstehe, ist wie ich 50C Umgebungstemperatur und die> 200C max Leitungstemperatur verwenden soll.
dann schau dir einfach die mal Kühlkörper-Berechnung an.
http://www.mikrocontroller.net/articles/K%C3%BChlk%C3%B6rper
Dein Kabel ist nichts anderes als ein Kühlkörper der sich aber wegen dem
Strom selber erhitzt.
Ich habe jetzt auch noch die letzte Kennlinie Hochgeladen.
Wie schon geschrieben, gegen ist eine Umgebungstemperatur von 50Grad und
eine max. Operating Temperatur der Leitung von 200Grad.
Wie kommen die jetzt in Diagramm von der Temperatur ueber den
Leitungsdurchmesser zur Stromstaerke.......
Michael schrieb:> Wie kommen die jetzt in Diagramm von der Temperatur ueber den> Leitungsdurchmesser zur Stromstaerke.......
einfach ablesen? Ist doch alles da.
Temperatur, Querschnitt und Strom - was fehlt dir noch?
Michael schrieb:> Mir fehlt das Verstaendnis, wie man das Berechnen kann.
Man kann es nicht berechnen.
Oder andersrum: wenn man irgendwas rechnet, dann kommt man nicht auf die
Werte in diesem Diagramm, sondern auf irgendwelche ähnlichen Verläufe,
bei denen der Strom deutlich höher ist.
In diesem Diagramm sind Untersuchungen, Erfahrungwerte, Reserven und
Traditionen vergraben. So erklärt sich dann auch z.B. diese seltsame
Nichtlinearität bei 14-16-18 AWG. Und was da komplett fehlt, ist
irgendeine Art Isolation oder Konvektion...
Lothar M. schrieb:> Man kann es nicht berechnen
Ok, dann wäre da trotzdem noch eine Frage......
Ich habe jetzt ein Datenblatt von einer Leitung: Dort steht z.B. bei
AWG14 (Durchmesser von 1,73mm) ein Widerstand bei 20°C von 10,9Ohm/km,
Operating Temperature von 200°C
Ich habe angenommen jetzt eine Umgebungstemperatur von 50°C, die Leitung
(Rundleiter) ist Freiluft verlegt.
Ich habe 12V und möchte ein 100W Glühlampe anschließen (Leitungslänge
10m). Jedoch soll der Spannungsabfall nicht über 0,5 liegen
Wie kann ich jetzt den min. benötigten Leitungsquerschnitt berechnen?
Mehr Grunddaten hat ein Entwickler auch nicht zur Verfügung um seinen
benötigten Querschnitt zu berechnen.
12V 100W macht 8A. Der spannungsabfall soll kleiner als 0.5V sein. Macht
einen widerstand von 0.5/8 kleiner 6 mOhm.
Jetzt suchen wir ein Kabel das hin und zurueck weniger als 6mOhm, resp
weniger als 3 mOhm pro distanz macht. Rechne.
Widerstand = spezifischer widerstand * laenge / querschnitt
macht also
Querschnitt = spezifischer widerstand (17mOhm/m)* laenge / widerstand(3
mOhm)
Jetzt N. schrieb:> spezifischer widerstand
Danke für Erläutern aber ich habe keine Angabe über den spezifischen
Widerstand da, es Kupferleitung mit Nickelbeschichtung ist.
Michael schrieb:> Wie kann ich jetzt den min. benötigten Leitungsquerschnitt berechnen?
0,5V bei 8,333A -> Max 0,06Ohm
also bei 20m (2x 10m) 0,003 Ohm je Meter
Wie gehen mal von Kupfer aus.
dann müsste es mindestens 2.75mm² haben.
Dabei Fallen je Meter 0,4W wärme an, da sollte sich nichts erwärmen.
Danke für eure Geduld. Aber ich komme auf keinen von euren Werten (z.B.
2,75mm²). Vielleicht kann sich ja noch jemand die Zeit nehmen und den
kompletten Rechenweg mit Einheiten bereitstellen. So langsam raucht mir
der Kopf :D
Michael schrieb:> Widerstand bei 20°C von 10,9Ohm/km> Ich habe angenommen jetzt eine Umgebungstemperatur von 50°C
Dann erhöht sich dieser Widerstand bei einer höheren Umgebungstemperatur
um einen bestimmten Wert. Weil das nicht viel ist und due schon wieder
mal keinen besseren Wert hast, kannst du eine lineare
Widerstandserhöhung von 3,93e−3/K annehmen
(https://de.wikipedia.org/wiki/Temperaturkoeffizient). Und kommst so auf
einen Wert von ca. 12Ohm/km.
Das sind also auf 20m (10m hin und 10 zurück) dann 12 Ohm/50 = ca. 0,25
Ohm. Und daran fallen bei 8 A bereits etwa 2V ab. Diese Leitung kann
also die Anforderungen "max 0,5V" nicht erfüllen.
> die Leitung (Rundleiter) ist Freiluft verlegt.
Das ist für diese Betrachtung uninteressant.
Dirk J. schrieb:> Noch ne Frage, noch ne Frage und mir fehlt stets das Verständnis...> Uns raucht auch bald der Kopf ;)
Trotzdem vielen Dank für eure Geduld, Nerven und Bemühungen. Ihr habt
mir damit sehr weitergeholfen.
Michael schrieb:> Aber es muss doch z.B. für Rundleiter eine Näherungsformel geben-------> es gibt für alles eine Näherungsformal :D
Nein, kann es nicht geben, denn es hängt davon ab, wie die Leitung ihre
Wärme los wird. Frei hängend ohne Isolierung in der Luft, in einer
Dämmstoffwolle in der Holzständerwand mit PVC ummantelt, gewendelt im
einer vakuuminerten Thermoskanne, Blankdraht im Durchlauferhitzer,
ergibt halt drastisch unterschiedliche Ableitung der Wärme.
> Was ich halt nicht verstehe, ist wie ich 50C Umgebungstemperatur und die> 200C max Leitungstemperatur verwenden soll.
Soll man auch nicht, normal sind 30 GradC als Umgebungstemperatur in
Innenräumen in Europa (obwohl ich lieber 40 ansetzen würde) und 70 GradC
(maximale Temperat6ur der PVC Isolierung).
