Hallo zusammen Diefolgende Frage ist theoretischer Natur, also: Wenn ich einen Generator (z.B. Fahrraddynamo) habe, der bei Nennleistung 6Volt und 3Watt liefert, wie kann ich dann "messen" wieviel Strom der z.B. bei halber Leistung produziert. Also ums klarer zu machen: Der Dynamo ist so ausgelegt, dass er in einer bestimmten Radgrösse bei einer gewissen Geschwindigkeit, zum Beispiel bei 20km/h in einem 26" Rad, seine volle Leistung erbringt. Wenn ich jetzt aber wissen will, wieviel watt mir bei , z.B. 12km/h zur Verfügung stehen, welche Schaltung brauche ich denn da? Würde es genügen, einen sehr starken Widerstand, der sicher über der erbrachten Leistung liegt anzuschlissen und den Strom zu messen, der dann fliesst - damit wüsste man dann ja Bescheid über die erbrachte Leistung, oder funktioniert das so nicht? (fürfte ja eigentlich nicht da das rein theoretisch den Dynamo überlasten müsste) Wie könte man das denn sonst messen, wie macht ihr das? Liebe Grüsse Jonny Bee
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ich nehme an die Frage darf nicht lauten: "wieviel Strom der z.B. bei halber Leistung produziert." sondern müsste lauten: welche Leistung kann der Dynamo bei Geschwindigkeit x zur Verfügung stellen. Die theoretische Betrachtung ist nicht ganz so trivial, am besten wäre, man hätte ein Datenblatt des Dynamos, evtl. stellt der Hersteller eins zur Verfügung? Praktisch gilt: Man kann den Dynamo mit immer kleineren Widerständen belasten, was zu immer höheren Strömen und zu immer höheren abgerufenen Leistungen führt. Irgendwann ist der Dynamo dann an der Grenze und die Spannung wird zusammenbrechen. Natürlich kannst du damit auch das Ding überbeanspruchen, es hat nämlich bestimmt keinen Strombegrenzer ;-)
Zur Strommmessung schliesst man ein Amperemeter an, denn wenn man wie du nach "wie viel Strom" fragt ist der Kurzschlussbetrieb die richtige Antwort. Natürlich war deine Frage falsch, denn im Kurzschluss liefert das Ding keine Leistung mehr, die Frage nach dem Strom war also unsinnig. Du hättest nach der maximalen Leistung fragen müssen, bei der muss man die Belastung anpassen (es sei denn man kennt den Innenwiderstand der Quelle, dann kann man immer mit diesem konstanten Widerstand belasten, leider ist der Innenwiderstand eines Dynamos nicht konstant sondern abhängig von der Drehzahl=Frequenz eben damit nicht mehr als 3W herauskommen und deine lampen grillen würden). Zur Ermittlugn der maximalen Leistung tut es also nur ein MPP maximum power point tracking. Allerdings ist das beim Fahrraddynamo reichlich witzlos, ab einer bestimmten Geschwindigkeit liefert der recht zuverlässig 3 Watt und nur 3 Watt, und darunter eben sowieso zu wenig.
Jonny Bee schrieb: > Würde es genügen, einen sehr starken Widerstand, der sicher über der > erbrachten Leistung liegt anzuschlissen und den Strom zu messen, der > dann fliesst - damit wüsste man dann ja Bescheid über die erbrachte > Leistung, oder funktioniert das so nicht? Es funktioniert eigentlich schon.... Aber: es ist nicht garantiert, dass du dann auch die maximale Leistung aus dem Generator herausholst. Denn die maximale Leistung hast du, wenn dein Lastwiderstand genauso groß ist wie der Innenwiderstand des Generators...
Das Buch sagt da: Stromanpassung : R_Last = << R_innen Spannungsanpassung : R_Last = >> R_innen Leistungsanpassung : R_Last = R_innen P_max = U_out² / 4 R_innen
Erklärung zu: > P_max = U_out² / 4 R_innen Die U_out entspricht nicht der Klemmenspannung, sondern der erzeugten Ur-Generatorspannung (ohne Verlust am Innenwiderstand).
MaWin schrieb: > Natürlich war deine Frage falsch, denn im Kurzschluss > > liefert das Ding keine Leistung mehr, die Frage nach > > dem Strom war also unsinnig. > > > Du hättest nach der maximalen Leistung fragen müssen... > > Mal wieder eine typische MaWin-Antwort... Hauptsache erstmal den Fragenden verunglimpfen. Das Wort "sachlich" ist ihm fremd. Schade.
Wenn der Generator linear arbeitet, was er unterhalb seiner maximalen Leistung ( bei den oben genannten 20km/h beispielsweise) wohl tut, und wenn der Schlupf zwischen Rad und Generator nicht allzu groß ist, kann man folgende Annahmen machen: Die Spannung ist proportional zur Geschwindigkeit. Damit ändert sich auch der Strom proportional zur Geschwindigkeit. Die maximal entnehmbare Leistung ändert sich mit dem Quadrat der Geschwindigkeit. Bei nichtlinearer Last, einer Glühbirne beispielsweise, ändern sich die Verhältnisse etwas: Sie hat die Tendenz, den Strom zu stabilisieren. Dann ändert sich die Leistung nicht mehr so schnell (quadratisch), das ist aber nur ermittelbar, wenn man die Kennline der Lampe und damit die Kennlinie U = f(I) zur Verfügung hat. Würde z.B. die Glühlampe für I = const. sorgen, änderte die Leistung sich nur proportional zur Geschwindigkeit. Die maximal verfügbare Leistung kann man ermitteln, indem man Rinnen = Rlast macht und aus der dann entstehenden Spannung oder dem bestehenden Strom P = Iquadrat mal R rechnet - bzw. U quadrat durch R. Dieser Wert wird sich auch proportional zum Quadrat der Geschwindigkeit verändern.
Peter R. schrieb: > Die maximal entnehmbare Leistung nimmt mit dem Quadrat der > Geschwindigkeit ab. Bitte? Das erkläre mir mal etwas genauer. Du sagst wenn z.B. bei 15km/h die entnehmbare Leistung 6W ist, dann iste bei 30 km/h (doppelte Geschwindigkeit) die entnehmbare Leistung nur noch 1/4 (nimmt im Quadrat ab) also 1,5W??????? Und warum bitte sollte sich das so verhalten? Vertauschst Du da nicht einfach etwas mit P = U²/R? Ich würde eher denken, daß die maximal entnehmbare Leistung in erster Näherung nur vom Strom abhängt, da er bei zu viel Strom einfach zu heiss wird und die Wicklung durchbrennt. Auch der Innenwiderstand hängt doch zunächst mal (in grober erster Näherung) vom Widerstand der Wicklung ab und damit die Verlustleistung im Dynamo vom Strom.
U.R. Schmitt schrieb: > Peter R. schrieb: >> Die maximal entnehmbare Leistung nimmt mit dem Quadrat der >> Geschwindigkeit ab. > > Bitte? Das erkläre mir mal etwas genauer. > Du sagst wenn z.B. bei 15km/h die entnehmbare Leistung 6W ist, dann iste > bei 30 km/h (doppelte Geschwindigkeit) die entnehmbare Leistung nur noch > 1/4 (nimmt im Quadrat ab) also 1,5W??????? Ähh Peter, du hast jetzt aber schnell deinen Text geändert oder?
Ja, so ist es, beim dritten Überlesen fiel mir die krumme Formulierung auf. Beim Fahrraddynamo stellt die im Generator erzeugt Wärme wohl nicht die Grenze dar, sondern nur die durch Innenwiderstand und Leerlaufspannung bestimmte Leistungsabgabe.
Peter R. schrieb: > Beim Fahrraddynamo stellt die im Generator erzeugt Wärme wohl nicht die > Grenze dar, sondern nur die durch Innenwiderstand und Leerlaufspannung > bestimmte Leistungsabgabe. Hmm, mir ist einer abgeraucht weil ich mit der Standardbeleuchtung ne längere leichte Gefällestrecke mit knapp über 40 gefahren bin. Ich tippe auf zu viel Strom und zu viel Wärme. Verschleiß wars garantiert keiner, fahre fast nie im Dunkeln. Und das ist ein Markenrad vom Fachhändler, keins von Lidl oder Aldi.
Na ja, da spielt das quadratische Verhalten schon eine Rolle. In solch einem Extremfall, wo 3W bei 20 km/h Nennfall sind, hats eben bei 40km/h 12W - und das reicht schon, um einen Dynamo zu schmoren. Aber diese Dynamos sind nicht für Leute ausgelegt, die mit 40 Sachen durch die Gegend rasen, womöglich auf einem von Fußgängern mitbenutzten Radweg. Oder, anders gesagt, die Ausnahme mit 40km/h dürfte wohl nicht den Regelfall darstellen.
Pech, dass in der Formel nichts quadratisches enthalten ist. Induzierte Spannung(V): E = -N x dphi/dt
Henry schrieb: > Pech, dass in der Formel nichts quadratisches enthalten ist. > > Induzierte Spannung(V): E = -N x dphi/dt zum Glück ist in P = U*U/R was quadratrisches enthalten ;-)
Peter R. schrieb: > Aber diese Dynamos sind nicht für Leute ausgelegt, die mit 40 Sachen > durch die Gegend rasen, womöglich auf einem von Fußgängern mitbenutzten > Radweg. > > Oder, anders gesagt, die Ausnahme mit 40km/h dürfte wohl nicht den > Regelfall darstellen. Wie kommt es eigentlich daß du mir einfach so Gefährdung unterstellst???? Sorry, aber das war eine Landstraße mit längerer leichter Gefällstrecke, und 40 ist nicht gerast. Und der Dynamo sollte sowas für 5 min. aushalten. Spar dir deine Kritik für die Rennradfahrer auf, die ihr Hirn ausschalten und über jede rote Ampel brettern. Peter R. schrieb: > Beim Fahrraddynamo stellt die im Generator erzeugt Wärme wohl nicht die > Grenze dar, sondern nur die durch Innenwiderstand und Leerlaufspannung > bestimmte Leistungsabgabe. Peter R. schrieb: > wo 3W bei 20 km/h Nennfall sind, hats eben bei 40km/h > 12W - und das reicht schon, um einen Dynamo zu schmoren. Irgendwie kannst du dich in deiner Argumentation nicht entscheiden. Wenn du 20km/h in der Ebene als Regel siehst bist du entweder jenseits von 75 oder ein notorischer Sesselhocker :-) Ich bin weiß Gott nicht sportlich aber mit einem normalen Tourenrad fährst du eher 24 bis 27 km/h im Schnitt.
Die Messung ist eigentlich recht Simpel. Über 2 unterschiedlich große Lastwiderstände (es geht natürlich auch mit einem) misst Du den Spannungsfall über dem Widerstand. Aus den Messwerten kannst Du Dir den "aktuellen" Innenwiderstand der Quelle ausrechnen, was Dir wiederum Auskunft über den maximalen Strom, bzw die maximal abnehmbare Leistung liefert.
Peter R. schrieb: > Beim Fahrraddynamo stellt die im Generator erzeugt Wärme wohl nicht die > Grenze dar, sondern nur die durch Innenwiderstand und Leerlaufspannung > bestimmte Leistungsabgabe. Genau, der Innenwiderstand ist ein festes Merkmal der Konstruktion, aber eine Leistungsabgabe ist im Zustand ´Leerlaufspannung´ gar nicht möglich. Da könnte Peter mal drüber nachdenken.
tex schrieb: > Die Messung ist eigentlich recht Simpel. > Über 2 unterschiedlich große Lastwiderstände (es geht natürlich auch mit > einem) misst Du den Spannungsfall über dem Widerstand. Aus den > Messwerten kannst Du Dir den "aktuellen" Innenwiderstand der Quelle > ausrechnen, was Dir wiederum Auskunft über den maximalen Strom, bzw die > maximal abnehmbare Leistung liefert. Okay, aber du sagst was von dem "aktuellen" Innenwiderstand, und die Andern sagen was von wegen: Henry schrieb: > Genau, der Innenwiderstand ist ein festes Merkmal der Konstruktion Also was stimmt denn nun? Wenn ich weis wie hoch der Spannungsabfall über dem Lastwiderstand ist, wie kann ich dann auf den innenwiderstand schliessen? Ich wäre froh wenn du mir das Ganze ein bisschen von A bis Z erklären könntest, denn ich bin ein bisschen verwirt - alle schreiben etwas anderes!? Oder ist es einfach tatsächlich so einfach (wenn auch nicht 100% präzise) einen grossen Widerstand anzuschliessen und den Strom zu messen? Lg
> Also was stimmt denn nun?
Henry's Aussage ist bei einem Fahrraddynamo eben gerade NICHT so.
befestiger schrieb:
> Mal wieder eine typische MaWin-Antwort...
Noch so ein Honk der aus Feigheit mal eben zum Rumstänkern
einen neuen Namen für sich erfindet.
Dir ist wohl das Risiko zu hoch, daß ich deinem echten Namen
bei Fragen nicht mehr antworte, und pinkelst lieber anonym
anderen ans Bein.
Geh zurück in deinen Kindergarten.
Egal was für einen Dynamo du kaufst, der Innenwiderstand eines solchen Generators ist für jedes Modell spezifiziert (auch dann, wenn keiner der Hersteller ein Datenblatt rausrückt), er ist fix, auch wenn MaWin das erst mal nur bestreitet und nicht ausführt. Es gibt keine Kobolde die so nach Bedarf schnell mal ein paar Kupferdräht drauf- oder wieder abwickeln.
> Beim Fahrraddynamo stellt die im Generator erzeugt Wärme wohl nicht die > Grenze dar, sondern nur die durch Innenwiderstand und Leerlaufspannung > bestimmte Leistungsabgabe. >> Genau, der Innenwiderstand ist ein festes Merkmal der Konstruktion, aber >> eine Leistungsabgabe ist im Zustand ´Leerlaufspannung´ gar nicht >> möglich. Der Fahrraddynamo ist so konstruiert, dass er in einem grösseren Geschwindigkeitsbereich ( ca. 10 ... 25 km/h, hängt logischerweise vom Raddurchmesser ab ! ) für einigermassen helles Licht sorgt UND die ( Glüh-) Lampen am Leben lässt. Seine Leerlaufspannung ( übrigens nicht gerade sinisförmig ) ist drehzahlproportional und damit ausgesprochen ungünstig. Deswegen hat er relativ grosse Streuinduktivität "eingebaut"; deren Impedanz ist genauso drehzahlabhängig und wirkt sich bei zunehmender Geschwindigkeit stärker aus. Der Dynamo ist also eher eine reale Stromquelle als eine Spannungsquelle, bei 25 km/h ist die Leerlaufspannung wesentlich höher als 6 V. Merkt man sofort, wenn der Scheinwerfer abbrennt: Das Rücklicht wird dann völlig überlastet und verabschiedet sich gleich hinterher. ( Im Netz gibt's dazu auch einige Abhandlungen. )
"Etwas zur Technik: Ein Nabendynamo ist gemäß STZVO konstruiert. Das heißt, er liefert bei "normaler" Radfahrer-Geschwindiigkeit (etwa 15 km/h) eine Leistung von 3 Watt an eine 6 Volt Beleuchtungsanlage. Bei höheren Geschwindigkeiten steigt der (komplexe) Innenwiderstand Zi des Dynamos so weit an, dass die Ausgangsspannung bei konstanter Last (unveränderte Lampenschaltung) nur unwesentlich ansteigt. Die Ausgangsspannung des Dynamos ist im Leerlauf, d.h. bei fehlender Belastung und den üblichen Fahrrad-Geschwindigkeiten in etwa proportional zur Geschwindingkeit. Hierzu aus [1] die folgenden Anhaltswerte: bei 16 km/h etwa 12 V und bei 40 km/h etwa 30 V (effektive Wechselspannung). Wenn jedoch der Lastwiderstand erhöht wird, d. h. anstelle einer Scheinwerferlampe werden zwei Lampen in Serienschaltung betrieben, dann kann der Dynamo eine höhere Spannung (12 Volt) und somit auch eine höhere Leistung (12V x 0,5A = 6 Watt) erzeugen. Aber nur bei entsprechend höheren Geschwindigkeiten (> 20 - 25 km/h). Bei geringen Geschwindigkeiten ist das Licht (mit den zwei Lampen in Serie, ohne Extramaßnahmen) zwangsläufig schlechter, oder gar unzureichend." aus http://home.vrweb.de/~k-d.redeker/akkulamp/Charger2.htm
> auch wenn MaWin das erst mal nur bestreitet und nicht ausführt
Muss ich das erst ausführen, damit du das auch noch lernen kannst ?
Kannst du nicht selber nachschlagen ?
Schon einfachste grundlegende Überlegungen sollten dir sagen, daß ein
Fahrraddynamo offenbar was besonderes ist, denn sonst würden an ihm die
üblichen Glühlampen nicht überleben, bzw. bei normaler Fahrt nicht hell
genug sein können.
Damit ein Fahrradynamo das kann, kann er keinen konstaten
Innenwiderstand haben, sondern muß einen drehzahlabhängigen
Innenwiderstand besitzen, also einen frequenzabhängigen. Das hatte ich
übrigens oben schon ausgeführt, du hättest meine Beiträge nur mal
aufmerksam lesen müssen.
Frequenzabhängige Widerstände arbeiten mit dem Blindwiderstand von
Spulen und Kondensatoren, sind also komplexe Widerstände und nicht rein
ohm'sche Widerstände, die das einzige sind was du zu kennen scheinst.
Schlag also mal nach wie ein Fahrradynamo funktioniert, oder lies was
die beiden zuvor dir schon vorgekaut haben.
> Frequenzabhängige Widerstände arbeiten mit dem Blindwiderstand
> von Spulen und Kondensatoren
Hmm, und wo sind die, außer du zählst die Lampendrahtwendel und das
Schutzblech aus Kunststoff dazu, auf dem die Kohleleitung aufgdruckt
liegt ?
Und Feld-Eisen gibt es kaum in der Naabe.
Das ist der Physikversuch mit U-Magnet und Cu-Draht, da findet
auch keine Verschiebung von Spannung u. Strom statt.
Dazu hattest du nichts zu sagen (von Hans Mayer):
> anstelle einer Scheinwerferlampe werden zwei Lampen in
> Serienschaltung betrieben
die Erklärung:
> dann kann der Dynamo eine höhere Spannung (12 Volt) und
> somit auch eine höhere Leistung (12V x 0,5A = 6 Watt) erzeugen.
Ja, sollten 2 Lampen in Reihe den Strom nicht halbieren?
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