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