Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Leiterquerschnitt flach/rund


von Georg (Gast)


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Hallo zusammen,

ich rätsle gerade, wie man herrausfindet, wie hoch man einen Leiter 
belasten kann. Für runde Leitungen gibt es ja Anhaltspunkte, was man 
aber auf flache Leiter nicht übertragen muss. Ein flacher Leiter mit 
Dicke << Breite (~1:50) hat eine viel größere Fläche zur 
Wärmeabstrahlung als ein runder, aber um welchen Faktor kann man diesen 
nun höher belasten? Gibt es hier Normen, Regeln, Formeln?

Konkret wären in meinem Fall 200A peak (~30A rms) über 0,3mm Cu Blech zu 
schicken.

Gruß,
Georg

von Frank W. (frank_w)


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Querschnitt ausrechenen und mit normalen Kabeln z.B. NYM vergleichen.

Gruß Frank

von Ewald (Gast)


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Hallo,
suche  einfach mal "Belastung Flachkupfer"
mfg Ewald

von Georg (Gast)


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Es geht ja aber eben nicht um runde Leiter, auch von Stromschienen ist 
man weit weg. Es ist 0,3mm Cu Blech.
Wenn man sich auf Leiterplatten bezieht, wo ja auch der Leiter viel 
breiter als hoch ist, ist man schon nahe dran. Allerdings habe ich zu 
Stärken von 0,3mm nichts gefunden. Allgemein bin ich auf die IPC2221 
gestoßen (http://www.andus.de/leiterplatte/strombelastbarkeit.php), aber 
daran kann man sich auch nur grob orientieren.

von Düsendieb (Gast)


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die:
Belastungstabelle für Stromschienen aus Kupfer nach DIN 43671

gibt für 12x2mm einen Strom von 108A an.
Vielleicht hilft das als Anhaltspunkt

von Georg (Gast)


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12x2mm² macht 108A, krieg ich dann bei 24x1mm² auch 108A drüber, oder 
das doppelte, da die Fläche fast doppelt so groß ist? Kann ich mit 
80x0,3mm dann 720A fließen lassen?
Bevor mir jetzt jemand auf die Finger klopft, weil ich hier grob 
fahrlässige Schätzungen rauslass: Ich weiß, was ich tue, will aber 
einfach mal wissen, wie es andere machen. Und vor Allem, wie man es 
berechnet wäre eine top Info.

von Düsendieb (Gast)


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80x0,3mm ist der gleiche Querschnitt wie 12x2 also macht man mit 108 A 
bestimmt nichts falsch.
Nur wie kriegt man die kontaktiert?

von Düsendieb (Gast)


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Es gibt doch Tabellen wie viel Leistung ein blanker Kühlkörper an 
Leistung abgibt

von Georg (Gast)


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Hallo,

bei einem runden Leiter ist die Einbaulage egal, aber bei einem flachen 
nicht - es geht um die sich bildende Luftströmung, und damit ist ein 
senkrechtes Blech viel besser als ein waagrechtes. Berechnungen dürften 
da viel zu aufwendig sein, sofern überhaupt möglich, besser sind 
Experimente mit Messung der sich einstellenden Temperaturen an 
verschiedenen Stellen.

Normen für Leiterplatten helfen auch nicht weiter, das sind bloss grobe 
Schätzungen, die auf Experimenten beruhen, und ausserdem grenzen da die 
Bleche nur auf einer Seite an Luft oder auch garnicht.

Georg

von Inetwa (Gast)


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von Possetitjel (Gast)


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Georg schrieb:

> 12x2mm² macht 108A, krieg ich dann bei 24x1mm² auch 108A drüber,

Vermutlich.

> oder das doppelte, da die Fläche fast doppelt so groß ist?

Ganz sicher nicht.
Die thermischen Verluste gehen mit I^2; doppelter Strom ist also
vierfache Verlustleistung - aber in Deinem Beispiel nur doppelte
Kühlfläche. Geht also nicht.

24x1mm² wird eher 140A erlauben.

> Kann ich mit 80x0,3mm dann 720A fließen lassen?

Sicher nicht.

Die Kühlfläche ist reichlich fünfmal so groß, also solltest Du
etwas mehr als den doppelten Strom fließen lassen können. Wenn
meine Annahme stimmt, kommst Du bei knapp 250A heraus.

> Bevor mir jetzt jemand auf die Finger klopft, weil ich hier
> grob fahrlässige Schätzungen rauslass: Ich weiß, was ich tue,
> will aber einfach mal wissen, wie es andere machen. Und vor
> Allem, wie man es berechnet wäre eine top Info.

Nun ja... wie man es exakt macht, weiß ich nicht.

Ich bin einfach von einem konstanten Verhältnis zwischen
Oberfläche und Verlustleistung ausgegangen. Die Oberfläche ist
Umfang u mal Länge l, die Verlustleistung ist I²*R. Das heißt:

A_o = u * l;
P = I²*rho*l/A_q

Aus P/A_o = const folgt also

(I²*rho*l)/(u*l*A_q) = const.

Das kann man umformen zu

(I²/u)*(l/l)*(rho/A_q)

Da sowohl die Oberfläche als auch der Widerstand der Länge des
Leiters proportional sind, fällt die Länge aus der Rechnung
heraus -- l/l = 1.

Unter den (bisher stillschweigend getroffenen) Voraussetzungen,
dass sowohl das Leitermaterial als auch die Querschnittsfläche
konstant bleiben sollen, wird der letzte Term "rho/A_q" auch eine
Konstante. Es verbleibt also

I²/u = const.

wobei u hier für den Umfang (und nicht die Spannung) steht. Die
Gleichung kann man noch vereinfachen zu

 I ~ Wurzel(u).

Ein vervierfachter Leiterumfang bei konstantem Material und
konstanter Querschnittsfläche sollte somit doppelten Strom
ermöglichen. Zu beachten ist, dass der Spannungsabfall auch
doppelt so groß wird.

Keine Gewähr für rechnerische und/oder sachliche Richtigkeit.

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