Nicht lineares Verhalten vom Heizwiederstand

Hans schrieb:
> Heizwiederstand
Wieder mal: Widerstand!

> Hat jemand eine Erklärung für so ein nicht lineares Verhalten von
> Widerständen?
Stichworte: PTC, NTC, VDR

Das, was du da hast, könnte auch eine Gleichrichterbrücke mit Last 
sein...

Oder ein Messfehler...
Wie wurde der Strom gemessen?

Wenn Du eine Gleichspannung anlegen würdest, wäre die von der 
Heizspirale abgegebene Leistung nach einer kurzen Aufheizzeit identisch 
mit der elektrisch aufgenommenen Leistung.

Jetzt hast Du aber eine Wechselspannung und damit Leistungs-Nullstellen. 
Im Bereich des Nulldurchgangs hast Du nur eine vernachlässigbar kleine 
elektrische Leistung. Der Heizdraht hat eine gewisse thermische Trägheit 
und gibt im Nulldurchgangsbereich mehr Leistung an die Umgebung ab, als 
er elektrisch aufnimmt. D.h. seine Temperatur sinkt.
Dieser Bereich ist in Deinem Oszillogramm sehr schön an der sich 
ändernden Stromsteilheit kurz vor bzw. kurz nach dem Nulldurchgang zu 
sehen.

Eine Temperaturänderung eines Metalls hat eine Widerstandsänderung zur 
Folge (wegen Gitterschwingungen, die mit steigender Temp. zunehmen).

Daniel

Das ist der Knackpunkt:
Daniel R. schrieb:
> Der Heizdraht hat eine gewisse thermische Trägheit
Der Draht ist beim/im Nulldurchgang am heißesten und hinkt mit seinem 
PTC-Verhalten der Spannung hinterher. Lass dein Oszi mal rechnen: U/I.
Mit der Mathefunktion sollte das locker gehen...

Hans schrieb:
> Soweit richtig, im Nulldurchgang kühlt sich der Widerstand ab
Nein, dort ist er fast schon am heißesten, so wie es im Jahresverlauf am 
21.Ausgust deutlich wärmer ist als am 21.April. Und das obwohl die 
Sonnenscheindauer gleich ist...

Die Temperatur (und damit der Widerstand) hat eine Phasenverschiebung 
gegenüber der Leistung. Das muss ja so sein, denn erst mal brauchst du 
eine Leistung, dann wird der Draht warm...

Lothar Miller schrieb:
> hinkt mit seinem PTC-Verhalten der Spannung hinterher

Da hinkt aber gar nichts - das Signal ist völlig symmetrisch. Das kann 
es nicht sein :-(
Also kann es auch kein induktives Verhalten sein...

Vielleicht koppelt da doch was von der Spannung in die Strommessung ein 
- oder umgekehrt?

Gruß Dietrich

Dioden(grätz) im mesgerät am Shunt?

Shunt mit oxidierten Anschlüssen?(können leicht als halbleiter wirken)
MfG

Hans schrieb:
> Soweit richtig, im Nulldurchgang kühlt sich der Widerstand ab, aber
> damit müsste der gegenteilige Effekt eintreten, dass der Widerstandswert
> kleiner wird und der Strom überproportional zur Spannung steigt.
>
> Genau das Gegenteil ist aber der Fall.

Tatsächlich ;)

Da hab ich danebengeschaut.

Hans schrieb:
> Heizspirale

Du hast also quasi ne Luftspule, damit kann man schonmal induktives 
Verhalten annehmen. Da das Ganze ja heizen soll kann man weiter 
vermuten, dass die Verschiebung durch die wahrscheinlich sehr kleine 
Induktivität sieht man vielleicht nur, wenn man weiter rein zoomt. Eine 
Verschiebung von 10 µs würde man bei der gewählten Auflösung nicht 
erkennen und es ist durchaus denkbar, dass die Verschiebung noch 
geringer ist als 10 µs ;)
Dann kommen noch die Temperatureffekte dazu...ich find das Verhalten 
jetzt nicht sooo merkwürdig.

hast du etwas mit 1200Hz in der nähe?
kannst du zwei dieser widerstände in serie an 230V/50Hz hängen?

f(x)=170*sin(400*x)-20*sin(1200*x)

sg clemens

Hans schrieb:
> @ lkmiller
> Wenn es ein verzögerter Nachwärmen-Effekt wäre, gebe es eine
> Phasenschiebung (Wie bei Nacht- Tag-Verhältnis und Temperatur).
> Diese konnte ich jedoch in der Messung nicht feststellen.
Ich habe da mal kurz was zusammengeclickt. Und ich meine zu erkennen, 
dass der Widerstand (=Temperatur) der Leistung um 90° versetzt folgt 
(wobei eine Simulation nur so gut ist, wie das zugehörige Modell). Im 
Screenshot:
rot=Spannung / grün=Strom / cyan=Leistung / blau=Widerstand
(Nicht auf die Einheiten sehen, mir geht es nur um eine qualitative 
Aussage)

Mich wundert aber, dass es solche schnellen thermischen Effekte geben 
kann...
:-o

Kannst du an die Heizung mal 50Hz anlegen und sehen, wie sich Spannung 
und Stromm dort verhalten?

Lothar Miller schrieb:
> Ich habe da mal kurz was zusammengeclickt. Und ich meine zu erkennen,
> dass der Widerstand (=Temperatur) der Leistung um 90° versetzt folgt

Jeglicher thermische Effekt würde eine Phasenverschiebung bewirken. 
Ausser das Heizelement wäre thermisch so gut gekoppelt, daß fast 
beliebig große Energien abgeführt werden könnten, aber dann würde es 
sich auch nicht erwärmen und so einen Effekt verursachen :-)

Ich tippe eher auf einen systematischen Fehler (Messung) oder 
tatsächlich auf sowas wie eine Diodenbrücke.

Udo Schmitt schrieb:
> Jeglicher thermische Effekt würde eine Phasenverschiebung bewirken.
Ja, das ist doch das, was ich sagen will: der Heizdraht an sich wird mit 
gepulster Leistung beaufschlagt. Und der Heizdraht an sich kann dieser 
Leistungsänderung nur mit Verzögerung folgen und erwärmt sich dann "von 
innen heraus", was sich dann an der verzögerten Widerstandsänderung 
erkennbar macht...
Es geht mir also um den Draht und sein Verhalten, nicht um das 
Bauelement "Heizung". Ich sehe noch nicht, wo ich mit meinen Vermutungen 
falsch liegen könnte. Wobei ich davon ausgehe, dass das wirklich nur ein 
Draht ist und keine Messfehler involviert sind...

> Klick doch mal was mit einem SiC Varistor zusammen.
Das hatte ich schon im meinem ersten Post geschrieben. Aber das wird von 
Hans eindeutig ausgeschlossen. Man kann nur davon ausgehen, dass
1. das nur ein simpler Heizdraht mit PTC-Verhalten  und
2. kein Messfehler
beteiligt ist.

Stefan schrieb:
> So eindeutig ist das vielleicht nicht.
Ja, ein Foto wäre hübsch... ;-)

So, der Übersichtlichkeit wegen:

der Widerstand bildet immer diese signalform, egal ob bei 400 oder 50 
Hz.
Gemessen wurde über einen 0,1 Ohm widerstand.
Der Widerstand ist ein PTC.
Der Messshunt ist nicht oxidiert.

ich bin der meinung, dass ein PTC halbleiter effekte zeigen kann und das 
ebens hier schön demonstriert.

Clemens S. schrieb:
> der Widerstand bildet immer diese signalform, ob bei 400 oder 50Hz.
Woher weißt du das? Bist du bei Hans in der Nähe?

> ich bin der meinung, dass ein PTC halbleiter effekte zeigen kann
Die PTC-Keramik ist ein Halbleiter
http://de.wikipedia.org/wiki/Kaltleiter

> Der Widerstand ist ein PTC.
Aber Hans schrieb:
> da es in dem Heizer keine Halbleiter gibt, nur eine Heizspirale.
Und ich wüsste nicht, wie man eine PTC-Keramik billig als Spirale 
ausformen könnte. Epcos bietet solche Heizelemente nur im massiven Block 
an:
http://www.epcos.com/web/generator/Web/Sections/ProductCatalog/CeramicComponents/HeatingElements/Page,locale=de.html

Lothar Miller schrieb:
> Woher weißt du das? Bist du bei Hans in der Nähe?

nein, wenn er es schreibt glaube ich ihm das. über den unterschied 
zwischen glauben und wissen spreche ich nur mit meinem pfarrer.

Hans schrieb:
> Bei 50 Hz hat man das gleiche
> Ergebnis.


Lothar Miller schrieb:
>> Der Widerstand ist ein PTC.
> Aber Hans schrieb:
>> da es in dem Heizer keine Halbleiter gibt, nur eine Heizspirale.

scheinbar fehlte hans die verknüpfung dass ein PTC ein halbleiter ist 
und dieses verhalten zeigt:

aber Hans schrieb auch im Beitrag #2547226:
> Der Widerstand hat die charakteristik eines PTCs, hoher Einschaltstrom
> für die ersten paar Sekunden, dann konstante Stromaufnahme.

Clemens S. schrieb:
> nein, wenn er es schreibt glaube ich ihm das.
> Hans schrieb:
>> Bei 50 Hz hat man das gleiche Ergebnis.
Das ist übel, den habe ich überlesen und übersucht, weil die Zahl und 
die Dimension getrennt sind...  :-/

> über den unterschied
> zwischen glauben und wissen spreche ich nur mit meinem pfarrer.
Ja, das sollte man Profis überlassen... ;-)

Clemens S. schrieb:
> aber Hans schrieb auch im Beitrag #2547226:
>> Der Widerstand hat die charakteristik eines PTCs, hoher Einschaltstrom
>> für die ersten paar Sekunden, dann konstante Stromaufnahme.
Gut, das ist ein PTC.
Und PTCs sind spannungsabhängig, das schreibt auch EPCOS...

Lothar Miller schrieb:

> Gut, das ist ein PTC.
> Und PTCs sind spannungsabhängig, das schreibt auch EPCOS...

Dann müssten sie ja eeigentlich VDR heissen. :-))
Gruss
Harald

Harald Wilhelms schrieb:
>> Und PTCs sind spannungsabhängig, das schreibt auch EPCOS...
> Dann müssten sie ja eeigentlich VDR heissen. :-))
Naja, die werden halt für das verkauft, was sie besser können.... :-/
So wie bei keramischen Kondensatoren (schon wieder Keramik): die 
Kapazität nimmt (als unerwünschter Nebeneffekt) mit steigender Spannung 
ab.