Hallo, ich stehe gerade so richtig auf dem Schlauch und hoffentlich kann mir jemand weiter helfen. Ich habe eine Leitung (Durchmesser 1,7526mm) mit einem Widerstand von 10,039ohm/km (Verlegeart brauch nicht berücksichtigt werden). Wie kann ich jetzt die maximale Strombelastbarkeit der Leitung bei 20°C berechnen, wenn die maximale Leitungslänge 4,572m betragen soll? Vielen Dank Michael P.S. Die 10,039ohm/km was ist das für eine Größe (der spezifsche Leitungswiderstand?)?
Michael schrieb: > Wie kann ich jetzt die maximale Strombelastbarkeit der Leitung bei 20°C > berechnen, wenn die maximale Leitungslänge 4,572m betragen soll? Gar nicht. Denn dir fehlt zuallererst die zulässige Erwärmung, dann evtl. noch irgendwelche Konvektion und wasweißichnochalles... > P.S. Die 10,039ohm/km was ist das für eine Größe (der spezifsche > Leitungswiderstand?)? Stell dir mal vor, ein Draht wäre 1 Kilometer lang. Welchen Widerstand hätte er dann, wenn er 10,039 Ohm pro Kilometer hat? Wie wäre es, wenn du einfach die ganze und originale Hausaufgabe posten würdest?
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Zuwenig angaben. Strombelastbarkeit in Bezug auf was? Spannungsfall, Leitertemperatur, oder was anderes?
BTW: diese angegebene "maximale Leitungslänge" ist für die Lösung dieser Aufgabe uninteressant. Sie kann für einen anderen, unbekannten Aufgabenteil (z.B. Spannungsabfall bei diesem zu berechnenden Maximalstrom oder Gesamtverluste der Leitung) aber durchaus interessant sein...
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Hallo, wir haben ein Diagramm bekommen (siehe Anhang) und die dazugehörigen Werte, wie oben angegeben. Jetzt möchte ich gern rechnerisch Nachweisen, wie die Anhand den Werten, die Tabelle gezeichnet haben.
Michael schrieb: > Jetzt möchte ich gern rechnerisch Nachweisen, wie die Anhand den Werten, > die Tabelle gezeichnet haben. Wie vermutet ist dort nicht die ERwärmung interessant, sondern der Spannungsabfall. Und den kannst du mit den gegebenen Werten leicht ausrechnen: Wenn 1km Draht 10,039 Ohm haben, wieviel Widerstand haben dann 4,572m? Und wieviel Spannung fällt an diesem Widerstand bei welchem Strom ab? Lösungsweg: Dreisatz (Grundschule) und ohmsches Gesetz (umgestellt nach U)...
Lothar M. schrieb: > Lösungsweg: > Dreisatz (Grundschule) und ohmsches Gesetz (umgestellt nach U)... Danke, das habe ich schon. Ich glaube jetzt auch das ich es verstanden habe. Sollte bei der Rechnung der Spannungsabfall über 1V liegen, müsste man den nächst größeren Leitungsdurchmesser verwenden?!
Dazu hätte ich jetzt noch eine weitere Frage: Der Verbaucher hat 560W und zieht 20A bei 28V. Es ist über ein Kabel angeschlossen, wodurch ein Spannungsabfall von 1V auftritt. Das heißt am Verbrauchen kommen nur noch 27V an. Um jetzt auf die 560W zu kommen, wird er doch einen höheren Strom ziehen oder?!
Michael schrieb: > Um jetzt auf die 560W zu kommen, > wird er doch einen höheren Strom ziehen oder?! kommt auf den Verbraucher an, die meisten verbrauchen haben dann keine 560W mehr.
Michael schrieb: > Sollte bei der Rechnung der Spannungsabfall über 1V liegen, müsste man > den nächst größeren Leitungsdurchmesser verwenden?! Keine Ahnung. Das geht aus den gemachten Angaben nicht hervor. Michael schrieb: > Um jetzt auf die 560W zu kommen, wird er doch einen höheren Strom ziehen > oder?! Wenn er ein Schaltnetzteil ist, dann schon. Wenn er ein Motor oder eine Lampe oder ein Heizlüfter ist, dann wird er bei 27V weniger Strom "ziehen" und entsprechend weniger Leistung "abnehmen". Man müsste also wissen, ob man den Verbraucher durch einen 1,4 Ohm Widerstand ersetzen darf...
Danke für eure vielen hilfreichen Antworten. Jetzt wäre nur noch eine letzte. Wir haben das Thema zwar nur angeschnitten aber es interessiert mich doch schon sehr. Z.B. in Flugzeugen die etwas 10.000m hoch fliegen muss man bei der Strombelastbarkeit von Leitungen (wegen der Temperatur) je nach höhe einen gewissen Faktor dazu rechen z.B. 0.8. Kennt sich jemand von euch damit aus und könnte mir das näher beschreiben. Gleichungen wären ebenfalls hilfreich. Danke Michael
Hallo nochmal, ich habe jetzt lange im Internet gesucht und ich komme nicht wirklich auf irgendein Ergebnis: Folgendes ist gegen: Leitungslänge = 4,7244m Leitungswiderstand bei 20°C: 10,039ohm/km --> 2,5mm² Leitungsquerschnitt Umgebungstemperatur: 50°C Leitung ist für eine Temperatur von 200°C ausgelegt. Meine Frage ist, kann man alleine Anhand dieser Daten die maximale Strombelastbarkeit der Leitung bei dieser Länge ermitteln? Falls nicht, seht ihr nachfolgend die restlichen Daten: Spannung: 28VDC Spannungsabfall soll nicht über 3% liegen Die Leitungen werden in einem Bündel bestehend aus 8 Leitungen verlegt --> aus einer Tabelle konnte ich den Faktor 0,6 ermitteln, den man bei der Strombelastbarkeit berücksichtigen muss. Könnte mir bitte jemand verständlich aufzeigen, wie man rechnerisch aus den genannten Daten ermitteln kann ober der gewählte Kabeldurchmesser ausreichend ist? Ich weiß leider nicht, wie ich alle oben genannten Daten einbeziehen soll. Ihr würdet mir sehr weiterhelfen. Danke und Gruß Michael
Michael schrieb: > Meine Frage ist, kann man alleine Anhand dieser Daten die maximale > Strombelastbarkeit der Leitung bei dieser Länge ermitteln? nein, dafür muss man wissen wie viel wärme das Kabel an seine Umgebung abgeben kann. Freileitungen können mehr belastet werden, als Kabel die in eine Wärmedämmung verlegt sind.
Peter II schrieb: > Freileitungen können mehr belastet werden, als Kabel die in eine > Wärmedämmung verlegt sind. Daher wurde in der Tabelle der Faktor 0.6 angeben den man mit dem errechneten Strom multiplizieren soll.
Michael schrieb: > Daher wurde in der Tabelle der Faktor 0.6 angeben den man mit dem > errechneten Strom multiplizieren soll. das ist doch nur der Faktor für die Bündelung oder nicht?
Peter II schrieb: > das ist doch nur der Faktor für die Bündelung oder nicht? Ja stimmt. Dann gehen wir davon aus, das die Leitung eine Freileitung ist, die mit einem Kunststoffschutzschlauch geschützt ist. Ich verzweifel so langsam. Vielleicht könnt ihr mir ja ein komplettes Rechenbeispiel aufzeigen, mit all den Werten von oben + die Angaben, die noch Fehlen (Beispielwerte). Dank
Michael schrieb: > Dann gehen wir davon aus, das die Leitung eine Freileitung ist, die mit > einem Kunststoffschutzschlauch geschützt ist. das ist ja schon fast eine Wärmedämmung - sehr ungünstig > Ich verzweifel so langsam. Vielleicht könnt ihr mir ja ein komplettes > Rechenbeispiel aufzeigen, mit all den Werten von oben + die Angaben, die > noch Fehlen (Beispielwerte). das wird wohl kaum jemand liefern können. Zum Schluss ist sogar die Oberfläche der Leitung von Bedeutung. Ein flaches Band kann mehr Strom übertragen, als ein Rundleiter und das bei gleichen Querschnitt - nur wegen der Wärmeabgabe. In der Paxis ist oft nur der Spannungsverlust entscheidend für den Querschnitt. Ich durfte vor kurzen ein 95² verlegen und das bei nur 100A - einfach wegen dem maximalen Spannungsverlust.
Aber es muss doch z.B. für Rundleiter eine Näherungsformel geben------- es gibt für alles eine Näherungsformal :D Was ich halt nicht verstehe, ist wie ich 50C Umgebungstemperatur und die 200C max Leitungstemperatur verwenden soll.
Es kann verschiedene Randbedingungen geben, die den querschnitt anders bewerten lassen. Kuerlich sah ich die 60A Zufuehrung an einen Supraleiter. Die war 1mm^2 Kupfer. Sie war durch verdampfendes Helium gekuehlt. Der Grund fuer den kleinen Querschnitt war die statische Waermeleitfaehigkeit, die konstanten Heliumverbrauch verursacht.
Michael schrieb: > Was ich halt nicht verstehe, ist wie ich 50C Umgebungstemperatur und die > 200C max Leitungstemperatur verwenden soll. dann schau dir einfach die mal Kühlkörper-Berechnung an. http://www.mikrocontroller.net/articles/K%C3%BChlk%C3%B6rper Dein Kabel ist nichts anderes als ein Kühlkörper der sich aber wegen dem Strom selber erhitzt.
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Ich habe jetzt auch noch die letzte Kennlinie Hochgeladen. Wie schon geschrieben, gegen ist eine Umgebungstemperatur von 50Grad und eine max. Operating Temperatur der Leitung von 200Grad. Wie kommen die jetzt in Diagramm von der Temperatur ueber den Leitungsdurchmesser zur Stromstaerke.......
Michael schrieb: > Wie kommen die jetzt in Diagramm von der Temperatur ueber den > Leitungsdurchmesser zur Stromstaerke....... einfach ablesen? Ist doch alles da. Temperatur, Querschnitt und Strom - was fehlt dir noch?
Mir fehlt das Verstaendnis, wie man das Berechnen kann. Ich moechte es gerne nachvollziehen koennen.
Michael schrieb: > Mir fehlt das Verstaendnis, wie man das Berechnen kann. Man kann es nicht berechnen. Oder andersrum: wenn man irgendwas rechnet, dann kommt man nicht auf die Werte in diesem Diagramm, sondern auf irgendwelche ähnlichen Verläufe, bei denen der Strom deutlich höher ist. In diesem Diagramm sind Untersuchungen, Erfahrungwerte, Reserven und Traditionen vergraben. So erklärt sich dann auch z.B. diese seltsame Nichtlinearität bei 14-16-18 AWG. Und was da komplett fehlt, ist irgendeine Art Isolation oder Konvektion...
Lothar M. schrieb: > Man kann es nicht berechnen Ok, dann wäre da trotzdem noch eine Frage...... Ich habe jetzt ein Datenblatt von einer Leitung: Dort steht z.B. bei AWG14 (Durchmesser von 1,73mm) ein Widerstand bei 20°C von 10,9Ohm/km, Operating Temperature von 200°C Ich habe angenommen jetzt eine Umgebungstemperatur von 50°C, die Leitung (Rundleiter) ist Freiluft verlegt. Ich habe 12V und möchte ein 100W Glühlampe anschließen (Leitungslänge 10m). Jedoch soll der Spannungsabfall nicht über 0,5 liegen Wie kann ich jetzt den min. benötigten Leitungsquerschnitt berechnen? Mehr Grunddaten hat ein Entwickler auch nicht zur Verfügung um seinen benötigten Querschnitt zu berechnen.
12V 100W macht 8A. Der spannungsabfall soll kleiner als 0.5V sein. Macht einen widerstand von 0.5/8 kleiner 6 mOhm. Jetzt suchen wir ein Kabel das hin und zurueck weniger als 6mOhm, resp weniger als 3 mOhm pro distanz macht. Rechne. Widerstand = spezifischer widerstand * laenge / querschnitt macht also Querschnitt = spezifischer widerstand (17mOhm/m)* laenge / widerstand(3 mOhm)
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Jetzt N. schrieb: > spezifischer widerstand Danke für Erläutern aber ich habe keine Angabe über den spezifischen Widerstand da, es Kupferleitung mit Nickelbeschichtung ist.
Michael schrieb: > Wie kann ich jetzt den min. benötigten Leitungsquerschnitt berechnen? 0,5V bei 8,333A -> Max 0,06Ohm also bei 20m (2x 10m) 0,003 Ohm je Meter Wie gehen mal von Kupfer aus. dann müsste es mindestens 2.75mm² haben. Dabei Fallen je Meter 0,4W wärme an, da sollte sich nichts erwärmen.
Danke für eure Geduld. Aber ich komme auf keinen von euren Werten (z.B. 2,75mm²). Vielleicht kann sich ja noch jemand die Zeit nehmen und den kompletten Rechenweg mit Einheiten bereitstellen. So langsam raucht mir der Kopf :D
Noch ne Frage, noch ne Frage und mir fehlt stets das Verständnis... Uns raucht auch bald der Kopf ;)
Michael schrieb: > Widerstand bei 20°C von 10,9Ohm/km > Ich habe angenommen jetzt eine Umgebungstemperatur von 50°C Dann erhöht sich dieser Widerstand bei einer höheren Umgebungstemperatur um einen bestimmten Wert. Weil das nicht viel ist und due schon wieder mal keinen besseren Wert hast, kannst du eine lineare Widerstandserhöhung von 3,93e−3/K annehmen (https://de.wikipedia.org/wiki/Temperaturkoeffizient). Und kommst so auf einen Wert von ca. 12Ohm/km. Das sind also auf 20m (10m hin und 10 zurück) dann 12 Ohm/50 = ca. 0,25 Ohm. Und daran fallen bei 8 A bereits etwa 2V ab. Diese Leitung kann also die Anforderungen "max 0,5V" nicht erfüllen. > die Leitung (Rundleiter) ist Freiluft verlegt. Das ist für diese Betrachtung uninteressant.
Das ist ein 2,5mm². Die Strombelastbarkeit ist 20A. der Spannungsabfall ist aber 1,3V. Ein 6mm² hat dann einen Spannungsabfall von kleiner 0,84V.
Dirk J. schrieb: > Noch ne Frage, noch ne Frage und mir fehlt stets das Verständnis... > Uns raucht auch bald der Kopf ;) Trotzdem vielen Dank für eure Geduld, Nerven und Bemühungen. Ihr habt mir damit sehr weitergeholfen.
Michael schrieb: > Aber es muss doch z.B. für Rundleiter eine Näherungsformel geben------- > es gibt für alles eine Näherungsformal :D Nein, kann es nicht geben, denn es hängt davon ab, wie die Leitung ihre Wärme los wird. Frei hängend ohne Isolierung in der Luft, in einer Dämmstoffwolle in der Holzständerwand mit PVC ummantelt, gewendelt im einer vakuuminerten Thermoskanne, Blankdraht im Durchlauferhitzer, ergibt halt drastisch unterschiedliche Ableitung der Wärme. > Was ich halt nicht verstehe, ist wie ich 50C Umgebungstemperatur und die > 200C max Leitungstemperatur verwenden soll. Soll man auch nicht, normal sind 30 GradC als Umgebungstemperatur in Innenräumen in Europa (obwohl ich lieber 40 ansetzen würde) und 70 GradC (maximale Temperat6ur der PVC Isolierung).
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