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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Lampe mit einer Induktivität dimmen


Autor: Wolfgang Schmidt (wsm)
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Wie lässt sich eine Induktivität berechnen, die durch Reihenschaltung 
mit einer 200W-Lampe deren Leistung auf 20W reduziert.

Der Lampenwiderstand soll dabei als konstant angenommen werden.

Das Integral habe ich, das Auflösen nach L geht jedoch nicht.

Gibts dafür auch eine Simulation, mit deren Hilfe die Induktivität 
bestimmt werden kann ?

Danke

Autor: Raimund Rabe (corvuscorax)
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Im Prinzip genauso, als würdest Du einen Kondensator statt einer 
Induktivität vor die Last schalten - also ein 'simpler' Spannungsteiler, 
der halt nicht mehr rein ohmsch ist sondern teilweise induktiv. Statt 
eines XC-Wertes gilt es nun den (passenden) XL-Wert zu bestimmen, der 
nötig ist um die Spannung über der 200W-Lampe soweit zu reduzieren, daß 
nun nur noch 20W daran 'verbraten' werden.

Das sollte nun aber eine einfache Sache sein - und ein Integral ist 
dafür absolut nicht nötig.

Autor: gast2 (Gast)
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Autor: Raimund Rabe (corvuscorax)
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Wenn schon 'gast2' mit den Formeln dazu ankommt, will ich mal nicht so 
sein und die Sache vorrechnen (so wie ich es auf die Schnelle machen 
würde):

Sollte der Typenaufdruck der 200W-Lampe wie folgt lauten, "230V 200W", 
so ergibt sich deren (Nenn-/Brenn-)Widerstand zu: R = U^2 / P.
Die 230V und 200W eingesetzt ergeben somit einen Widerstand von 264,5 
Ohm.

Jetzt brauchen wir die Spannung für die 20W: U = SQRT(P * R).
Die 20W und die 264,5 Ohm eingesetzt ergeben dann 72,7 V.

Über die Spule müssen nun folglich 230 V - 72,7 V abfallen, was dann 
157,3 V wären.

Jetzt brauchen wir noch den Strom durch die Spule/Lampe, um XL zu 
berechnen:
I = U / R.
Mit U = 72,7 V und R = 264,5 Ohm kommen wir auf einen Strom von 275 mA.

Nun können wir XL berechnen: XL = U / I.
Mit U = 157,3 V und I = 0,275 A  erhalten wir ein XL von 572 Ohm.

Zum Schluß noch die Formel für XL nach L umstellen, erhalten wir:
L = XL / (2  pi  f).
Den berechneten Werte für XL (572 Ohm) eingesetz, erhalten wir für die 
Induktivität L einen Wert von 1,82 Henry.

Frohes Trafo-Wickeln wünsche ich da noch.


(Alle Angaben ohne Gewähr, wer Fehler findet darf sie behalten) ;-)

Autor: Be Stucki (bestucki)
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Raimund Rabe schrieb:
> Über die Spule müssen nun folglich 230 V - 72,7 V abfallen, was dann
> 157,3 V wären.

Falsch!

Die Spannungen zwischen Spule und Widerstand sind um 90° 
Phasenverschoben und können nicht einfach addiert werden.

Spannung an der Spule: sqrt( (230V)^2 - (72.7V)^2 ) = 218V


Gruss

Autor: Raimund Rabe (corvuscorax)
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Nachtrag:

@ Heinz:

Ja, Du hast natürlich recht! Mea culpa, daß ich es nicht (gleich) 
richtig angegeben habe.

In diesem Fall ist der Fehler durch die Phasenverschiebung auch nicht 
unbedingt zu vernachlässigen.
Eigentlich hatte ich erwartet, daß man meine 
'Pi-mal-Daumen-Überschlagsrechung' erst viel später als nicht 100%ig 
zutreffend enttarnt. Für kleine resultierende Phasenwinkel kann man 
diese 'Milchmädchenrechnung' jedoch gefahrlos anwenden.
Da wir i.d.R. selten die Vorkenntnisse der Poster kennen (es sei denn 
sie geben es selbst an) ist es manchmal auch schwierig mit was für 
komplexen Antworten man die Fragenden belasten kann/soll.
Wolfgang soll/darf ja auch noch ein bißchen 'mitmachen'. ;-)



@ Wolfgang:

Ein Problem gibt es noch bezüglich des Widerstands-Wertes des Glüwendels 
bei 20W gegenüber dem bei 200W. Da Leuchtmittel mit Glühwendel einen 
Metalldraht verwenden ist deren Charakteristik die eines Kaltleiters. 
Darum wird der Widerstand bei 20W nicht identisch sein mit dem bei 200W.

Einene weiteren Punkt möchte ich ebenfalls noch erwähnen:
Sollte es sich bei dem Leuchtmittel um eine Halogen-Lampe handelt, 
sollte Dir bewußt sein, daß ein derartiger Betrieb den Halogen-Effekt 
vermindert und damit nicht die volle Lebensdauer erreicht wird.

Autor: Thomas S. (tsalzer)
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2,52H
Draht kann dünn sein, weil er nur ca. 0,275A vertragen muß.

ts

ps ....natürlich dabei abgenommen, daß der Drahtwiderstand der Lampe 
gleich ist wie bei der hohen Leistung.

Autor: Raimund Rabe (corvuscorax)
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Bei diesen Henry-Werten könnte er sich auch das Selberwickeln ersparen, 
und schauen, ob er nicht schon fertige Siebdrosseln (wie von den 
Röhrennetzteilen mit ihren CLC-Filtern bekannt) bekommt. :-)

Außerdem mag es zwar richtig sein, daß er nur dünnen Kupferlackdraht 
benötigt (wg. der 275 mA), aber da die Induktivität schon recht groß 
ist, sind es wieder viele Windungen und damit folgt (leider) ein hoher 
ohmscher Innenwiderstand der Wicklung selbst.
Damit geht wieder relativ viel Leistung in der Kupferwicklung, in Form 
von Wärme, verloren.

Ein kapazitiver 'Vorwiderstand' wäre hier vmtl. einfacher zu handhaben 
und auch 'verlustfreier'.
Mit nur 4,02 µF hätte man die gleiche Impedanz wie die Spule mit 2,52 H 
(jedenfalls bei 50 Hz, nur das der Strom jetzt vor- anstatt nacheilt).

Muß denn der Strom unbedingt nacheilen, Wolfgang?

Autor: Joe (Gast)
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Wie kann ich hier ne formel reinschreiben ?

Autor: Raimund Rabe (corvuscorax)
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@ Joe:

Wie es im Prinzip funktioniert kannst Du hier nachlesen:

http://de.wikipedia.org/wiki/Hilfe:TeX

Der einzige Unterschied, soweit ich mich noch erinnern kann, ist der, 
daß die "kleiner als" und "größer als" Symbole, die "math" bzw. "/math" 
'einklammern', durch die eckigen Klammern zu ersetzen sind.

Beispiel (einmal im original LaTeX-Syntax):
<math>3\vec x+3</math>

und einmal mit den eckigen Klammern, anstatt "<" und ">":

Wie es aussieht, kannst Du über anklicken des "Vorschau"-Buttons 
erfahren, bevor Du es dann mit "Absenden" ins Forum stellst.

Autor: Wilhelm (Gast)
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Nett, der Thread.

Dadurch initiiert, kam ich gerade auf die Idee, noch vorhandene alte 
Signallampen (60V, 40mA) wieder zu verwenden. Nach etwas rechnen, 
schaltete ich heute solch eine Lampe über einen Kondensator 250V~ und 
0,5µF direkt ans Netz. Klappt ausgezeichnet.

Außerdem kompensiert man die ohnehin meist vorhandenen induktiven 
Blindleistungen im Netz, wenn auch nur sehr mickrig.

Die kleinen Lämpchen passen mitsamt der Kapazität in ein 
Netzsteckergehäuse, und können so noch auf einfache Weise als 
Notbeleuchtung funktionieren.

Autor: Hc Zimmerer (mizch)
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Eine kleine Korrektur:

> Beispiel (einmal im original LaTeX-Syntax):
> <math>3\vec x+3</math>

Original LaTeX ist das nicht.  Wenn Du statt der XML-<...>-Tags 
beidesmal ein einfaches $ setzst, ist es Original-LaTeX-Syntax.

Autor: eProfi (Gast)
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Wird die Spule als Transduktor ausgeführt, ist sogar stufenloses Dimmen 
möglich.

Beitrag "Der magnetische Verstärker"
Mit geringer Steuerleistung wird der Kern gezielt vormagnetisiert und in 
Sättigung getrieben, sodass die Induktivität sinkt und der Laststrom 
steigt.
Man braucht fürs Wechselstromnetz allerdings 2 Transduktoren und 2 
Dioden.

Autor: Raimund Rabe (corvuscorax)
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Hc Zimmerer schrieb:
> Eine kleine Korrektur:
>
>> Beispiel (einmal im original LaTeX-Syntax):
>> <math>3\vec x+3</math>
>
> Original LaTeX ist das nicht.  Wenn Du statt der XML-<...>-Tags
> beidesmal ein einfaches $ setzst, ist es Original-LaTeX-Syntax.

Mea Culpa.
Das letzte mal wo ich was mit LaTeX gemacht habe war vor über 20 Jahren 
auf'm ATARI. Ich hatte gedacht, ich wüßt noch ein wenig ... ;-)

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