Verständnisproblem mit der Größe "Zündimpuls" [mWs/Ohm]

[Stefan (Gast)]

Hallo,

im Bereich Pyrotechnik und Modellbau gibt es Brückenzünder, im Prinzip 
ein Stück Glühdraht mit einer geringen Menge Schwarzpulver. Um 
Sprengstoffgesetz steht:

"Der zur Zündung erforderliche Zündimpuls muß zwischen 0,8 mWs/Ohm und 
3,0 mWs/Ohm liegen"

Was soll diese Einheit denn darstellen? Ws sind ja Joule, also eine 
bestimmte Menge Energie, aber wieso pro Ohm? Weiter steht im Gesetz dass 
die Zünder ab einer bestimmten Stromstärke innerhalb einer bestimmten 
Zeit auslösen müssen,  und welche Widerstände diese haben müssen. Über 
Strom und Widerstand kann ich die Leistung ausrechnen,die Zeit steht 
auch da, ist damit nicht schon alles gesagt?

Wenn ich nun mehrere Zünder in Reihe schalte muss ich nach dem ohmschen 
Gesetz die Widerstände addieren, wie verhält es sich mit dem Zündimpuls?

Hier noch der Link zum Gesetz (unter III.2 c)

http://www.gesetze-im-internet.de/sprengv_1/anlage_2.html

[Heinz V. (heinz_v)]

Stefan schrieb:
> Wenn ich nun mehrere Zünder in Reihe schalte muss ich nach dem ohmschen
> Gesetz die Widerstände addieren, wie verhält es sich mit dem Zündimpuls?

Ist die Reihenschaltung denn überhaupt zulässig?
sobald der erste Zünder durchgebrannt ist, werden die restlichen nicht 
weiter mit Strom versorgt, und das könnte bei den Zündern einen 
nennenswerten Zündverzug zur Folge haben.
Ich denke das ist wohl auch der Grund warum die Energie so exakt 
definiert ist: es sollen die Ladungen zuverlässig gezündet werden und 
keinesfalls 'Blindgänger' produziert werden, bzw. ein allzulanger 
Zündverzug.

[Stefan (Gast)]

Ja, Reihenschaltung ist zulässig und wird auch hauptsächlich verwendet. 
Es dürfen keine unterschiedlichen Typen in der Reihe hängen. Bei 
Parallelschaltung hat man den Nachteil dass man nicht messen kann ob 
alle Zünder funktionieren. Ausserdem haben Zünder nach dem Zünden öfters 
mal einen Kurzschluss.

[Peter R. (pnu)]

Der Zünder ist im Schaltkreis am Gesamtwiderstand beteiligt, mit z.B. 20 
Ohm.
In diesen 20 Ohm müssen mindestens 16mWs an Energie frei werden, egal 
wieviele Zünder und Zuleitungen im Stromkreis vorhanden sind.

 Das Zündgerät muss also für alle dieser Zünder im Zündkreis an jedem 
20-Ohm-Zünder diese Energie erzeugen. Daher die eigenartige Maßzahl mWs 
pro Ohm des Zündkreises bzw. des Zünders.

 Wenn man mit den V/A des Ohm kürzt kommt dann die Einheit A²s heraus, 
eine bei Kennern von Schmelzsicherungen bekannte Maßgröße, nämlich das 
Zeitintegral von I². Das spielt eine Rolle bei kurzen Auslöseimpulsen, 
bei denen nicht die Wärmeabfuhr sondern nur die Wärmespeicherfähigkeit 
des Schmelzdrahtes eine Rolle spielt.

Die Leistung ist (bei gegebenem Widerstand) proportional I². Die Energie 
ist proportional zu t. Bei sehr kurzen Impulsen ist die Kühlung 
vernachlässigbar, die ganze Energie wird zum Schmelzen bzw. Erhitzen des 
Drahtes umgesetzt. Dabei kommt es nicht auf die Höhe von I² an sondern 
auf die Höhe des Integrals I²t, solange t so kurz ist, dass 
Wärmeableitung noch keine Rolle spielt

[Stefan (Gast)]

>In diesen 20 Ohm müssen mindestens 16mWs an >Energie frei werden, egal wieviele 
Zünder und >Zuleitungen im Stromkreis vorhanden sind.

Aber das muss ja mindestens in einer bestimmten Zeit passieren, also 
wäre dann nicht sogar die Angabe Watt ausreichend? Ich kann den 
Widerstand messen, dann wüsste ich wieviel Spannung ich anlegen müsste 
um diese Mindestleistung zu erhalten und Peng...

[Michael B. (alter_mann)]

Stefan schrieb:
> Ausserdem haben Zünder nach dem Zünden öfters
> mal einen Kurzschluss.

Normalerweise gibt es nach dem bestimmungsgemäßen Zünden keinen Zünder 
mehr.

[Andreas P. (andip)]

Michael B. schrieb:
> Stefan schrieb:
>> Ausserdem haben Zünder nach dem Zünden öfters
>> mal einen Kurzschluss.
>
> Normalerweise gibt es nach dem bestimmungsgemäßen Zünden keinen Zünder
> mehr.

Wenn du nur den Zünder zündest, bleibt da sehr wohl was übrig ;-)

Stefan schrieb:
> Aber das muss ja mindestens in einer bestimmten Zeit passieren, also
> wäre dann nicht sogar die Angabe Watt ausreichend? Ich kann den
> Widerstand messen, dann wüsste ich wieviel Spannung ich anlegen müsste
> um diese Mindestleistung zu erhalten und Peng...

Normalerweise bekommst du die Angaben für Zündspannung und -strom vom 
Hersteller...
Bis der erste Zünder wirklich durchgebrannt ist, sollten bei 
Reihenschaltung die anderen Zünder auch schon die Zündtemperatur des 
Pulvers erreicht haben. Also die brennen ab, selbst wenn die elektrische 
Verbindung unterbrochen wird und nicht mehr weiter geheizt wird.
Jedenfalls funktioniert das bei allen ordentlichen (in irgendeiner Weise 
genormten) Zündern so. Wenn du selbst gemachte oder sehr billige mit 
extrem hoher Exemplarstreuung hast, kanns sein, dass das nicht 
funktioniert. Aber dann ist es sowieso keine so gute Idee, mehrere davon 
zu verwenden :D

[Peter R. (pnu)]

Da die Spannung an dem Zünder nicht das Wesentliche ist, sondern der 
Strom, bzw. sein Quadrat oder bei kurzem Impuls seine Energie, Integral 
(I²t), (bei Sicherungen wird z.B. I²t das Schmelzintegral genannt).

Eine einfache Einssetzung von W = VA und Ohm = V/A zeigt, dass die 
Ws/Ohm das gleiche Maß ist wie die A²s.Die Angabeformen sind im Prinzip 
also gleich.

  Die Angabe von Ws je Ohm erleichtert aber die Kontrollrechnung zum 
Aufbau des Zündkreises:

 Die Ohm könnte jedes Multimeter messen, wenn es die 
Sicherheitsvorschriften für Sprengtechnik erfüllen würde.

Die Angabe der Ws ist Sache des Zündgeräteherstellers und auch 
zuverlässig angebbar, wenn man den Aufbau des Zündgeräts kennt.

Hat man z.B. ein Zündgerät, das 1 Ws liefert, verteilt sich diese 
Energie gleichmäßig auf die Widerstände im Zündkreis. Wenn man den 
Widerstand im Zündkreis misst, darf bei 1mWs je Ohm Empfindlichkeit der 
Zünder der Zündkreis maximal 50 Ohm haben, also 2 Zünder mit 20 Ohm und 
10 Ohm Leitungswiderstand. Wie sich die vom Zündgerät abgegebene 
Leistung verteilt lässt sich dann auch einfach ausrechnen, anhand der 
Widerstandsangaben.