Ich möchte eine Gartenbeleuchtung ändern. Bis jetzt 230 V mit Netzteil in jeder Leuchte. Die gedachte Variante: Ein Netzteil und die bestehende Verkabelung für 24 V nutzten. Die Situation: Alle 4 Meter eine Leuchte mit 20W. Abstand der Leuchten untereinander ca. 4m. 10 Leuchten sind eingebaut. Gesamtlänge demnach etwa 40 Meter. Einspeisung der 24 V an einem Ende. Bestehender Leitungsquerschnitt 2,5 Quadrat. Spannungsabfall von 10% wäre noch akzeptabel. Wie rechne ich das?
> Wie rechne ich das?
Mit dem spezifischen Widerstand von Kupfer von 0.017 Ohm,
bei 2.5mm2 also 0.0068 Ohm/m, bei 40m hin und 40m zurück
also 0.54 Ohm. Pro Lampe 0.83A, also 8.3A über 8m bis zur
ersten Lampe, Spannungsabfall 0.45V, 7.47A zur nächsten,
Spannungsabfall 0.4, 0.36, 0.315, 0.27, 0.225, 0.18,
0,135, 0.09, 0.045, zusammen 2.475V also knapp über 10%.
Allerdings ist es doof, wenn die hintere Lampe an 21.52V
nur 71% der Helligkeit der ersten Lampe hat die 23.955V
bekommt. Daher verdrahtet man das ander:
+ --+----+----+----+----+
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O O O O O Lampen
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|
- ---------------------------+ ehemals Schutzleiter
MaWin, Super Idee. Aber wenn die letzten Leuchten etwas schwächer funzeln, hätte ich auch kein Problem.
Hach, MaWin war schneller während ich versuchte es schön in LaTeX-Syntax hinzuschreiben. Das nächste mal verfasse ich es auch als plain-Text :-) Gruß, Alex
MaWin schrieb: >> Wie rechne ich das? > > Mit dem spezifischen Widerstand von Kupfer von 0.017 Ohm, > bei 2.5mm2 also 0.0068 Ohm/m, bei 40m hin und 40m zurück > also 0.54 Ohm. Pro Lampe 0.83A, also 8.3A über 8m bis zur > ersten Lampe, Spannungsabfall 0.45V, 7.47A zur nächsten, > Spannungsabfall 0.4, 0.36, 0.315, 0.27, 0.225, 0.18, > 0,135, 0.09, 0.045, zusammen 2.475V also knapp über 10%. > Allerdings ist es doof, wenn die hintere Lampe an 21.52V > nur 71% der Helligkeit der ersten Lampe hat die 23.955V > bekommt. Daher verdrahtet man das ander: > > + --+----+----+----+----+ > | | | | | > O O O O O Lampen > | | | | | > +----+----+----+----+----+ > | > - ---------------------------+ ehemals Schutzleiter 1. Sind es nicht 81% der Helligkeit? 2. Mir ist deine Schaltung noch nicht ganz klar.
Ein Problemchen hätte ich da noch: Die Leuchte haben eine Alukiste in Bodenhöhe, dort befinden sich jetzt die Netzteile. Die Beregnungsanlage setzt das 2x täglich unter Wasser. Netzteile ausbauen und 24V verklemmen ist klar, aber die Kisten sind nicht wirklich wasserdicht, deswegen gibt es relativ viele Ausfälle der Netzteile. Was wäre denn jetzt die dauerhafteste Lösung? Schraubklemmen und Vergießen? Löten und Schrumpfschlauch mit Kleber? Federklemmen und vergießen? Es ist halt ein durchgeschleiftes Erdkabel mit Abzweig für die Leuchte.
> 1. Sind es nicht 81% der Helligkeit? Da 20% mehr Spannung eine Verdopplung der Helligkeit bedeuten, habe ich für 10% weniger Spannung zurückgerechnet, warum sollte das nicht passen? > 2. Mir ist deine Schaltung noch nicht ganz klar. Tja. Ihr Vorteil ist auch, daß man die Trafospannung einfach höher setzen kann um die Leitungsverluste auszugleichen.
MaWin schrieb: > Ihr Vorteil ist auch, daß man die Trafospannung einfach > höher setzen kann um die Leitungsverluste auszugleichen. Das war mir gleich klar. Trafo: Ich wollte einen konventionellen Trafo in eine Metallsäule setzten. ( ca. 40 cm über Boden ) wegen dieser excessiven Beregnungsanlage. Ein Schaltnetzteil mit regelbarer Ausgangsspannung wäre schon toll, aber im Außenbereich trau ich mich nicht.
MaWin schrieb: > Allerdings ist es doof, wenn die hintere Lampe an 21.52V > nur 71% der Helligkeit der ersten Lampe hat die 23.955V > bekommt. Warum sollten die Lampen in einer Reihenschaltung unterschiedlich hell leuchten? Das ergibt überhaupt keinen Sinn. Der Strom ist im gesamten Kreislauf an jedem Punkt gleich. Oder hab ich etwas verpasst?
> Oder hab ich etwas verpasst?
Daß 2.4V Lampen mit 20W zu schwer beschaffbar sind ?
MaWin schrieb: >> 1. Sind es nicht 81% der Helligkeit? > > Da 20% mehr Spannung eine Verdopplung der Helligkeit bedeuten, > habe ich für 10% weniger Spannung zurückgerechnet, > warum sollte das nicht passen? Ich habe deine Spannungswerte genommen (21.52V und 23.955V) und die Quadrate davon durcheinander geteilt. Da kommt dann gerundet 0,81 raus bzw. 81%. Wie kommt man auf die Verdopplung der Helligkeit bei 20% mehr Spannung? Die Leistung steigt um 41% >> 2. Mir ist deine Schaltung noch nicht ganz klar. > > Tja. > > Ihr Vorteil ist auch, daß man die Trafospannung einfach > höher setzen kann um die Leitungsverluste auszugleichen. Danke für den guten Tipp!
Hallo Bernd, > + --+----+----+----+----+ > | | | | | > O O O O O Lampen > | | | | | > +----+----+----+----+----+ > | > - ---------------------------+ ehemals Schutzleiter Mal von der Tatsache abgesehen, das Schutzleiter als Minusleiter missbrauchen böse ist, warum nimmst du den als separaten Rückleitung? Wieso nicht den Schutzleiter parallel mit dem Nullleiter als Minusleitung benutzen? + --+----+----+----+----+ | | | | | O O O O O Lampen | | | | | +----+----+----+----+ | | | | | - --+----+----+----+----+ ehemals Schutzleiter Die Leitungsverluste verringern sich dadurch um 1/3. Gruß diskman
Michael K-punkt schrieb: > MaWin schrieb: >>> 1. Sind es nicht 81% der Helligkeit? >> >> Da 20% mehr Spannung eine Verdopplung der Helligkeit bedeuten, >> habe ich für 10% weniger Spannung zurückgerechnet, >> warum sollte das nicht passen? > > > Ich habe deine Spannungswerte genommen (21.52V und 23.955V) und die > Quadrate davon durcheinander geteilt. Da kommt dann gerundet 0,81 raus > bzw. 81%. > > Wie kommt man auf die Verdopplung der Helligkeit bei 20% mehr Spannung? > Die Leistung steigt um 41% Obs nun genau 81% sind, weiss ich auch nicht. Auf jeden Fall steigt die Helligkeit einer Glühlampe überproportional zur Leistung, da dann der Wirkungsgrad immer besser wird. Gruss Harald
Ich mach Alles, wofür ich nicht in den Knast komme! Die Variante Null und ( ehemaligen) Schutzleiter zu nutzen, hat was. Die Variante von MaWin hätte aber eine gleichmäßige Ausleuchtung erzeugt, da ich die nicht zwingend brauche, macht das Sinn.
Harald Wilhelms schrieb: > > Obs nun genau 81% sind, weiss ich auch nicht. Auf jeden Fall steigt die > Helligkeit einer Glühlampe überproportional zur Leistung, da dann der > Wirkungsgrad immer besser wird. > Gruss > Harald Dazu gibts ja auch nen Thread, ob 2 z. b. 2 30 Watt-Leuchten genauso hell sind wie eine 60-W-Leuchte. Mich würde nur die Begründung interessieren. Die 30-W-Leute (normal Glühlampe mal angenommen) hat ja die gleiche Temperatur im Glühwendel wie die 60-W-Lampe. Sonst wäre die Farbwiedergabe ja anders.
Mal ne kurze Frage MaWin, Wie hast du die Ströme und Spannungen so locker flockig runtergeschrieben? Ich habe mir mal aufgezeichnet wie das Netzwerk aussieht. Ich bin ehrlich gesagt zu faul 10 Dreieck-Stern-Transformationen für Widerstände umzurechnen. Ohne das gemacht zu haben, kann man aber keine richtigen Ergebnisse von aufgenommener Leistung je Lampe durchführen. Sthe ich grade auf dem Schlauch oder gibt es da einen Trick? Gruß diskman
Michael K-punkt schrieb: > Harald Wilhelms schrieb: > >> >> Obs nun genau 81% sind, weiss ich auch nicht. Auf jeden Fall steigt die >> Helligkeit einer Glühlampe überproportional zur Leistung, da dann der >> Wirkungsgrad immer besser wird. >> Gruss >> Harald > > Dazu gibts ja auch nen Thread, ob 2 z. b. 2 30 Watt-Leuchten genauso > hell sind wie eine 60-W-Leuchte. > > Mich würde nur die Begründung interessieren. Die 30-W-Leute (normal > Glühlampe mal angenommen) hat ja die gleiche Temperatur im Glühwendel > wie die 60-W-Lampe. Sonst wäre die Farbwiedergabe ja anders. Hier ist in jeder Leuchte die gleiche Bestückung, 2x 24V 10W, natürlich leuchtet die heller, wenn mehr Spannung anliegt. Diese ankommende Spannung ist von der Leitungslänge abhängig. Bei 40 Meter Unterschied zwischen erster und letzter Leuchte durchaus ein Unterschied.
@diskman (Gast)
>Sthe ich grade auf dem Schlauch oder gibt es da einen Trick?
ja, Brain 2.0. Hat er doch vorgerechnet!
Der Gesamtstrom fließt durch das erste Teilstück, über Länge und
Querschnitt kann man den Spannungsabfall ausrechnen. Über das nächste
Teilstück fließt der Gesamtstrom minus eine Lampe, gleiches Spiel.
To be continued . . .
MfG
Falk
@ Bernd Funk (metallfunk) >Diese ankommende Spannung ist von der Leitungslänge abhängig. >Bei 40 Meter Unterschied zwischen erster und letzter Leuchte >durchaus ein Unterschied. na dann schalt doch Vorwiderstände zum Ausgleich rein ;-)
Falk Brunner schrieb: > @diskman (Gast) > >>Sthe ich grade auf dem Schlauch oder gibt es da einen Trick? > > ja, Brain 2.0. Hat er doch vorgerechnet! > > Der Gesamtstrom fließt durch das erste Teilstück, über Länge und > Querschnitt kann man den Spannungsabfall ausrechnen. Über das nächste > Teilstück fließt der Gesamtstrom minus eine Lampe, gleiches Spiel. > To be continued . . . > > MfG > Falk Oder so.
So wie ich das jetzt verstanden habe: Das 2,5 Quadrat packt auch die 24 V, ohne durchzuglühen. Mehr wollte ich eigentlich nicht wissen. :)
> Ich habe deine Spannungswerte genommen (21.52V und 23.955V) und die > Quadrate davon durcheinander geteilt. Da kommt dann gerundet 0,81 raus > bzw. 81%. Das dürfte falsch sein, es berechnet ja nur die Leistungsverhältnisse. > Wie kommt man auf die Verdopplung der Helligkeit bei 20% mehr Spannung? Hatte ich mir gemerkt. Steht glücklicherweise auch als Allgemeinwissen in http://de.wikipedia.org/wiki/Gl%C3%BChlampe > Ich bin ehrlich gesagt zu faul 10 > Dreieck-Stern-Transformationen für Widerstände umzurechnen. Ohne das > gemacht zu haben, kann man aber keine richtigen Ergebnisse von > aufgenommener Leistung je Lampe durchführen. > Sthe ich grade auf dem Schlauch oder gibt es da einen Trick? Der Trick heisst Vereinfachung. Ich habe nicht die Leistúng jeder Lampe ausgerechnet (die wegen PTC Verhalten auch noch unlinear vom Spannungsquadrat abhängig wäre), sondern konstant 830mA pro Lampe angenommen, obwohl ja Lampen an niedrigerer Spannung auch weniger Strom brauchen. Also geschummelt, so daß ich das noch im Kopf hinschreiben konnte. Du kannst es nochmal korrekt ausrechnen (oder per Spice simulieren, gibt's da Glühlampen?).
> + --+----+----+----+----+ > | | | | | > O O O O O Lampen > | | | | | > +----+----+----+----+ > | | | | | > - --+----+----+----+----+ ehemals Schutzleiter > Die Leitungsverluste verringern sich dadurch um 1/3. Autsch, 6, setzen, Aufgabe nicht verstanden.
Falk schrieb: > Der Gesamtstrom fließt durch das erste Teilstück, soweit so klar > über Länge und Querschnitt kann man den Spannungsabfall ausrechnen. Nö. man kennt dann den Leiterwiderstand. Den Gesamtstrom kennt man doch garnicht. Woher denn auch. Den kennt man erst wenn man den Gesamtwiderstand der Schaltung kennt. > Über das nächste Teilstück fließt der Gesamtstrom minus eine Lampe, > gleiches Spiel. Klar > To be continued . . . I am afraid that jawohl.... R_k + -+--####--+-........ | | #R_l #R_l # # | R_k | 10 x R_k +--####--+-.........--###########--- - R_k=0,03 Ohm R_l=28 Ohm So sieht ein Teilstück aus, nur halt mal 10. Woher weiß man jetzt noch gleich den Gesamtstrom? Immer noch nicht sehender diskman
Bernd Funk schrieb: >So wie ich das jetzt verstanden habe: >Das 2,5 Quadrat packt auch die 24 V, ohne durchzuglühen. >Mehr wollte ich eigentlich nicht wissen. :) Gleichstromanlagen (Photovoltaik usw.) sichern 2,5mm² Leitungen mit 16A Automaten ab. Wenn deine Beleuchtung also nicht mehr als round about 380W aufnimmt kein Problem. 10 x 20W =200W. "Dat klappt" Viel Erfolg Bernd Gruß diskman
@ diskman (Gast) >> über Länge und Querschnitt kann man den Spannungsabfall ausrechnen. >Nö. man kennt dann den Leiterwiderstand. Ja. >Den Gesamtstrom kennt man doch garnicht. Woher denn auch. Den kennt man >erst wenn man den Gesamtwiderstand der Schaltung kennt. Nö, wenn man das ganze vereinfacht betrachtet ist der Strom pro Lampe konstant. Und dann geht. Siehe MaWins Antwort. MfG Falk
Habe ich jetzt einen Denkfehler? Ich rechne den Leitungswiderstand mit Hin- und Rückleitung. Wenn ich die Rückleitung verstärke, verdoppel oder verhundertfache, komme ich dazu, die Leitungslänge nur noch einfach zu nehmen??
Letzter Nachtrag. Bernd Funk schrieb: >Die Leuchte haben eine Alukiste in Bodenhöhe, dort befinden >sich jetzt die Netzteile. >Die Beregnungsanlage setzt das 2x täglich unter Wasser. >Netzteile ausbauen und 24V verklemmen ist klar, aber die >Kisten sind nicht wirklich wasserdicht, deswegen gibt es >relativ viele Ausfälle der Netzteile. >Was wäre denn jetzt die dauerhafteste Lösung? Ich nehme an, die Netzteile je Lampe haben früher primärseitige Kurzschlüsse gegen Erde bei "Flut" verursacht. Kurzschluß ergibt sich also nur, wenn beide Anschlüsse niederohmig mit einander in Kontakt treten. Eine einfache Lüsterklemme sollte absolut ausreichen.
Hallo zusammen, wenn es doch schon genau 10 Lampen sind könnte man doch auch auf die Idee kommen sich den Trafo zu sparen, und alle Leuchten in Reihe zu schalten, was zugegebener Weise den Totalausfall bei Einzelfehlern nach sich ziht, was sich aber auch umgehen lässt. Z.B. könnte man je parallel zur Lampe einen VDR mit Ersatzwiderstand hängen... Gruß Jochen
Jochen S. schrieb: > Hallo zusammen, > > wenn es doch schon genau 10 Lampen sind könnte man doch auch auf die > Idee kommen sich den Trafo zu sparen, und alle Leuchten in Reihe zu > schalten, was zugegebener Weise den Totalausfall bei Einzelfehlern nach > sich ziht, was sich aber auch umgehen lässt. Z.B. könnte man je parallel > zur Lampe einen VDR mit Ersatzwiderstand hängen... > > Gruß > Jochen Eindeutig zu aufwändig. A: Kein Platz für Widerstände. B: Soll der Hausmeister defekte Soffitten suchen? Es reicht, 10 Netzteile aus dem Überschwemmungsgebiet zu entfernen.
> und alle Leuchten in Reihe zu > schalten, was zugegebener Weise den Totalausfall bei Einzelfehlern nach > sich ziht, was sich aber auch umgehen lässt. Technisch geht's schon, aber sicherheitsmässig nicht i.O.: Am "Anfang" wären dann 230 V ( falls kein Trenntransformator vorhanden ist ) gegen Erde ( bzw. Wasser ! ), im Fehlerfall u.U. fast überall ... ( Die ersten elektrischen Weihnachtsbaumkerzen meiner Eltern leuchteten manchmal unterschiedlich hell, das Stanniol-Lametta flutschte in die Birnenfassungen hinein und verursachte so Nebenschlüsse. ) Wasser und 230 V ist immer so eine Sache ...
MaWin schrieb: >> + --+----+----+----+----+ >> | | | | | >> O O O O O Lampen >> | | | | | >> +----+----+----+----+ >> | | | | | >> - --+----+----+----+----+ ehemals Schutzleiter >> Die Leitungsverluste verringern sich dadurch um 1/3. > > Autsch, 6, setzen, Aufgabe nicht verstanden. Nicht verstanden oder nicht erklärt bekommen? Kommunikation hat immer zwei Richtungen!
> Nicht verstanden oder nicht erklärt bekommen? Es stand direkt drüber. > A: Kein Platz für Widerstände. Die Idee der Reihenschaltung ist dennoch nicht so bldd, wenn man bei 230V~ bleibt (Kabelisolierung reicht ja aus) selbst wenn es pro Pfosten 2 sind, also 20 sind, weil dann billige 12V/10W Halogenlämpchen hineinpassen. Man könnte jeder Lampe eine 230V~ GLimmlampe parallel schalten. Fällt eine Lampe aus, gehen zwar alle aus, aber an der defekten Lampe leuchtet die Glimmlampe, gleich mit passendem Aufkleber "Lampe wechseln" daneben.
MaWin schrieb: >> Ich habe deine Spannungswerte genommen (21.52V und 23.955V) und die >> Quadrate davon durcheinander geteilt. Da kommt dann gerundet 0,81 raus >> bzw. 81%. > > Das dürfte falsch sein, es berechnet ja nur die Leistungsverhältnisse. Du kannst das Ergebnis ja nachrechnen. Und ja, es sind die Leistungsverhältnisse. >> Wie kommt man auf die Verdopplung der Helligkeit bei 20% mehr Spannung? > > Hatte ich mir gemerkt. Steht glücklicherweise auch als Allgemeinwissen > in http://de.wikipedia.org/wiki/Gl%C3%BChlampe Ich habe nicht gefragt was du dir gemerkt hast, sondern WIE man auf diese Verdopplung kommt. Als Antwort nutzt der Verweis auf einen Artikel mit einem Bild von "anton" wenig >> Ich bin ehrlich gesagt zu faul 10 Du hast halt eine starke Näherung gemacht. Was ja vom Ansatz her fürs erste nicht verkehrt ist.
MaWin schrieb: >> Nicht verstanden oder nicht erklärt bekommen? > > Es stand direkt drüber. Leider muss die Erklärung abhanden gekommen sein. Ich finde im Beitrag "drüber" oder auch einige Beiträge weiter "drüber" nichts erklärungsmäßiges.
Du sollst ja nicht dumm sterben: Wenn du dir in dem Bild mit dem als Rückleitung verwendeten PE für jede einzelne Lampe die Summe der Leitungslängen von Hin- und Rückleitung anguckst, kommst du drauf...
Oder für die, die Stromfluss gern als Wasseranalogie betrachten: http://de.wikipedia.org/wiki/Tichelmann-System Btw: Gibt auch fettgefüllte Klemmen. Oder Quetschhülsen mit Verklebung, die dann zugeschrumpft werden. Mit Lüsterklemmen würd ich nicht anfangen. Was für ein Kabel, Alu oder Cu?
Hallo zusammen, das Tichelmann-System kannte ich noch nicht. Ist super anschaulich. Das allgemein blöde hier, bezogen auf den elektrischen Stromkreis, finde ich mit den Verlusten über den PE-Leiter mit (40m * 17,8E-3 Ohm*mm_2/m)/2.5mm_2=0,28 Ohm, also 10% der Spannung gehen verloren. Natürlich ist eine gleichmässigere Beleuchtung mit PE als Rückleiter zu erwarten, aber Verluste von round about 20W bzw. zusätzliche Leistung die gebraucht wird für nix. Ich denke in einem Tichelmann-System dürfte dabei dann die Reibung der Flüssigkeit im Rohr zunehmen, was einen Druckverlust ausmacht. Vielleicht sehe ich das Ganze auch zu sehr von der Verlustleistungsseite. Denn Ergebnis mit MaWins Lösung ist ja: - Nur ein Trafo 24V - bestehende Leitungen nutzen - nahezu gleiche Helligkeit je Lampe Also optisch ne super Lösung. Gruß diskman
> Denn Ergebnis mit MaWins Lösung ist ja:
..und wenn du einen 28V Trafo nimmst,
leuchten die Lampen sogar alle auf Nennspannung.
Das geht bei der Bus-Verdrahtung nicht.
MaWin schrieb: > Die Idee der Reihenschaltung ist dennoch nicht so bldd, > wenn man bei 230V~ bleibt (Kabelisolierung reicht ja aus) > selbst wenn es pro Pfosten 2 sind, also 20 sind, weil > dann billige 12V/10W Halogenlämpchen hineinpassen. Man > könnte jeder Lampe eine 230V~ GLimmlampe parallel schalten. > Fällt eine Lampe aus, gehen zwar alle aus, aber an der > defekten Lampe leuchtet die Glimmlampe, gleich mit > passendem Aufkleber "Lampe wechseln" daneben. Technisch schon aber zulässig bestimmt nicht. Die 12V Halofassungen sind garantiert nicht für 220V zugelassen. Und wenn dann mal jemand anderes eine Lampe wechseln will...
Kommt mir jetzt nicht anders vor als eine Weihnachtslichterbaumkette, obwohl, vor denen warne ich ja auch wegen fehlender Netztrennung.
Naja, wenn die Helligkeit bei den letzten Lampen nicht so toll ist, kann man sich ja überlegen ob man stattdessen einfach auf LED mit einer Konstantstromquelle einsetzen sollte, wäre die einfachste Lösung für gleiche Helligkeit (ich berücksichtige jetzt nicht die Toleranz der LED). ;) MFG Johannes
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