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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Eigenbau 2000W Lastwiderstand - Reihenschaltung problematisch?


Autor: Verheizer (Gast)
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Hallo zusammen

Ich möchte ein (etwas größeres) 12V Schaltnetzteil testen und muss dazu 
2000W verbraten.

Da mir Heizdrähte etwas zu frickelig sind, dachte ich an 50W 
Lastwiderstände auf einem 300x200x80mm Alu-Kühlkörper.

Ich würde die Widerstände gerne in 8 Gruppen mit je 250W schalten (da 
ich 8 Anschlüsse am NT habe)

Je Gruppe braucht also 0,57 Ohm.

Nun Die Frage:
Ist es möglich Lastwiderstände in Reihe zu schalten, oder würde Aufgrund 
der Bauteiltoleranzen jeweils der mit dem höchsten Widerstand am 
wärmsten und in der Folge noch hochomiger, so dass die Last 
ungleichmäßig verbraten wird?

Autor: Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)
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Verheizer schrieb:
> jeweils der mit dem höchsten Widerstand am
> wärmsten und in der Folge noch hochomiger

Wenn du einigermassen anständige Widerstände nimmst und dich an die 
erlaubte Belastbarkeit der Dinger hältst, verändert sich der Wert des 
Widerstandes nicht mit der Temperatur. Hochohmiger wird ein Widerstand 
dann, wenn du ihn abbrennst, also sein Belastbarkeit deutlich 
überschreitest.
Du musst aber einen Weg finden, die 2000W Wärmeleistung abzuführen, 
damit du max. zulässige Temepratur der Widerstände nicht überschreitest.
2000W entspricht etwa einem auf grosse Leistung geschalteten Heizlüfter.

Autor: Der Andere (Gast)
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Verheizer schrieb:
> 300x200x80mm Alu-Kühlkörper.

Kaum größer als eine Elektrokochplatte.
Das wird bei 2kW nett warm.

Verheizer schrieb:
> Ist es möglich Lastwiderstände in Reihe zu schalten, oder würde Aufgrund
> der Bauteiltoleranzen jeweils der mit dem höchsten Widerstand am
> wärmsten und in der Folge noch hochomiger, so dass die Last
> ungleichmäßig verbraten wird?

In Reihe heisst durch jeden fliesst der gleiche Strom.
P = I²R. Kannst du dir also ausrechnen.
Solange du die Widerstände in ihrem erlaubten Bereich betreibst wird 
sich ihr Widerstand nicht wesentlich ändern.

Autor: Joachim B. (jar)
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Reihe- Parallel- egal du musst halt die passenden R finden

bei Reihenschaltung an 12V wird der einzelne R schon klein, gibt es den?

12V/8 bedeutet ja 1,5V pro R bei 50W 33,33A und das bedeutet 45mOhm

mir scheint 8 Stk. parallel a 0,36 Ohm sind eher zu bekommen

Autor: Verheizer (Gast)
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Der Andere schrieb:
> In Reihe heisst durch jeden fliesst der gleiche Strom.

Klar, aber es fällt ja nicht zwangsläufig die selbe Spannung ab.

Der Andere schrieb:
> Solange du die Widerstände in ihrem erlaubten Bereich betreibst wird
> sich ihr Widerstand nicht wesentlich ändern.

Gut, das ist nämlich der Knackpunkt, das Datenblatt äußert sich da 
leider nicht zu. Sind diese 50W Teile also aus konstantan oder sowas 
gewickelt?

Autor: Hmm (Gast)
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Verheizer schrieb:
> Nun Die Frage:
> Ist es möglich Lastwiderstände in Reihe zu schalten, oder würde Aufgrund
> der Bauteiltoleranzen jeweils der mit dem höchsten Widerstand am
> wärmsten und in der Folge noch hochomiger, so dass die Last
> ungleichmäßig verbraten wird?

Das ist eine komische Frage. Generell sind Widerstände schon beliebig in 
Reihe / parallel schaltbar. Es ist ja gerade die Kernkompentenz von 
Widerständen, dass deren ohmscher Widerstand unabhängig von Strom, 
Erwärmung, Frequenz und sonstigen äußeren Umständen ist.
Natürlich ist kein Widerstand ideal.

Der TK deiner Widerstände steht im Datenblatt. Dann kannst du gut 
abschätzen, wieviel das ausmacht.

Nehmen wir mal an, sie hätten 200ppm/K:
Haben die Widerstände eine Temperaturdifferenz von 200°C, macht das 4% 
Differenz im Widerstandswert.
Nachdem 200ppm/K nicht besonders toll ist, 200°C Differenz in der Praxis 
nicht zu erwarten sind und 4% Differenz an Widerstandswert auch nicht 
viel ist, wäre das ok.

Autor: Joachim B. (jar)
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Der Andere schrieb:
> Verheizer schrieb:
>> 300x200x80mm Alu-Kühlkörper.
>
> Kaum größer als eine Elektrokochplatte.
> Das wird bei 2kW nett warm.

auch das würde ich bedenken, die maximal erlaubte Temperatur der R und 
die Betriebssicherheit, also möglichst eine größere Kühlfläche vorsehen.

Autor: Werner H. (werner45)
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Nimm als Widerstände Eisen oder Edelstahl oder Gewindestangen.
Ober die Gewindeart kannst Du den Widerstandsbereich auswählen. M3 ist 
hochohmiger als M20. Die Stangen sind mit Lüftern gut kühlbar und mit 
Muttern gut einstellbar. Frei in der Luft braucht es keinen Kühlkörper.

Für einen Belastungstest braucht man keine 0,1% genauen Widerstände, 
also genügt Eisen trotz seines TK.

Gruß   -   Werner

Autor: Rufus Τ. F. (rufus) (Moderator) Benutzerseite
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Werner H. schrieb:
> Frei in der Luft braucht es keinen Kühlkörper.

Wenn Du 2 kW mit einer Gewindestange in Wärme umsetzt, würde ich nicht 
auschließen, daß die dabei anfangen könnte am unteren Ende des Spektrums 
zu leuchten. Mit anderen Worten: Das Ding wird heiß.

Autor: Verheizer (Gast)
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Hmm schrieb:
> Nachdem 200ppm/K nicht besonders toll ist, 200°C Differenz in der Praxis
> nicht zu erwarten sind und 4% Differenz an Widerstandswert auch nicht
> viel ist, wäre das ok.

Jetzt hab ich es auch im Datenblatt gesehen; die Dinger haben 100ppm 
(das /K haben die nicht geschrieben, darum habe ich das nicht mit der 
Temperatur in Verbindung gebracht).

Joachim B. schrieb:
> also möglichst eine größere Kühlfläche vorsehen.

Gekauft, verdoppeln wir die Fläche (obwohl die Rippen mit 7cm ja schon 
echt tief sind und natürlich gut durchgepustet werden). Dann passen auch 
60 Stück, statt 40 Stück und es ist auch deutlich einfacher passende 
Werte zu finden.


Frage beantwortet!
Danke für eure Hilfe!

Autor: Mike B. (Firma: Buchhaltung+Controlling) (mike_b97) Benutzerseite
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60W Fernlichtbirnen...,
H4 vom Schrotthöker
eine Batterie aufbauen, aber nicht in den Himmel richten sonst landen 
die Jumbos im Vorgarten... :D

Autor: Verheizer (Gast)
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Mike B. schrieb:
> 60W Fernlichtbirnen...,
> H4 vom Schrotthöker
> eine Batterie aufbauen, aber nicht in den Himmel richten sonst landen
> die Jumbos im Vorgarten...

War auch mein erster Gedanke, aber irgendwie zu wackelig und zu 
zerbrechlich und so ein fetter Kühlkörper ist schon leichter zu Kühlen 
als 50 Lampen

Autor: Falk B. (falk)
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@Werner Hartmann (werner45)

>Nimm als Widerstände Eisen oder Edelstahl oder Gewindestangen.
>Ober die Gewindeart kannst Du den Widerstandsbereich auswählen.

Unfug^3. Es hat schon seinen Sinn, warum Lastwiderständer erfunden 
wurden, denn dort that man sich Gedanken gemacht, wie man möglichst viel 
Leistung auf eher kleinem Bauraum umsetzen und dennoch ausreichend 
kühlen kann. Deine Gewindestanden sind davon WEIT entfernt!

>Für einen Belastungstest braucht man keine 0,1% genauen Widerstände,

Davon war nie die Rede, einfache 5 oder 10% Lastwiderstände gibt es 
preiswert an jeder Ecke.

Autor: Falk B. (falk)
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@Mike B. (Firma: Buchhaltung+Controlling) (mike_b97)

>60W Fernlichtbirnen...,
>H4 vom Schrotthöker

Die haben aber fette Einschaltströme, das ist für so eine Last eher 
unpraktisch.

Autor: empc² (Gast)
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Verheizer schrieb:

>  ist schon leichter zu Kühlen
> als 50 Lampen

Kühlschranklampen oder was?
Ist jetzt tatsächlich schon die erste Generation herangewachsen, die 
sich nicht mehr daran erinnern kann, daß Glühlampen im Gegensatz zur LED 
keine zusätzlichen Kühlmaßnamen erforderlich machen?

Autor: Jetzt ist G. (hacky)
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Ein 12V 2kW Schaltnetzeil.. irgendeinen Leiter in einen Eimer Wasser. Er 
sollte gegen elektrochemische Korrosion, aeh, Knallgasbildung, mild 
isoliert sein. zB eine Rolle Kabel. Die Waermeleitfaehigkeit der 
Isolation sollte passen. Resp allenfalls muss man Leistung pro Laenge 
begrenzen.

Alternativ. Ich hab zB 5W Keramikwiderstaende Parallel- & 
Seriegeschaltet bis der Widerstandswert passte. In einer nichtleitenden 
Fluessigkeit, zB Oel, Alkohol, irgendwas, kann man locker 30W pro Stueck 
anfuehren.

Autor: Mike B. (Firma: Buchhaltung+Controlling) (mike_b97) Benutzerseite
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Falk B. schrieb:
> @Mike B. (Firma: Buchhaltung+Controlling) (mike_b97)
>
>>60W Fernlichtbirnen...,
>>H4 vom Schrotthöker
>
> Die haben aber fette Einschaltströme, das ist für so eine Last eher
> unpraktisch.

In Gruppen über Kfz-Relais einschalten um diese Einschaltlast zu 
verteilen.
https://www.reichelt.de/?ARTICLE=79401&PROVID=2788...
500W pro Relais könnte man da locker als Dauerlast drüber schalten.
Also 32 Stück H4 á 60Watt in 4 Stück 8er Gruppen.

Evtl. die zuletzt eingeschaltete Gruppe nochmal splitten um bei schon 
hoher Grundlast nicht nochmal 8xEinschaltstrom draufzupacken.

: Bearbeitet durch User
Autor: Werner H. (werner45)
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@ Falk:

Von kleinem Bauraum war nicht die Rede, für Tests kann man auch mal 
Platz opfern.

Eisenwiderstände sind nicht neu, wurden als Vorwiderstände für 
Großmotoren (Kran, Bahn usw.) schon vor 1900 verwendet.
Gewindestangen haben eine große Oberfläche und sind billiger und 
schneller einstellbar als zusammengelötete Widerstände mit Kühlkörper. 
Mit ein paar PC-Lüftern kann man sie auf eine ertägliche Temperatur 
runterkühlen. Jeder gewünschte Wert ist einstellbar.
2 kW sind gerade mal ein Heizlüfter.

Für Genauigkeitsfanatiker natürlich ungeeignet.

Gruß   -   Werner

Autor: Ach Du grüne Neune (Gast)
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Ich hatte Früher mal aus Spaß aus dem Baumarkt eine Rolle grünen 
Blumenbindedraht aus Eisen in einen mit Wasser gefüllten Suppenteller 
gelegt und an 13,8 Volt angeschlossen. Es floss ein Strom von 15 Ampere 
und das Wasser wurde ca. 70 Grad Celsius warm.

Man könnte auch 10 Rollen davon parallel schalten und in einen 10-Liter 
Eimer mit Wasser eintauchen. Bei höheren Spannungen können die Rollen 
teilweise auch in Reihe geschaltet werden. Dabei bleibt man dann 
flexibel.

Autor: Markus T. (toybaer) Benutzerseite
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Moin.

200W/12V-Tauchsieder gäbe es für ~3€/Stk ja auch noch.

...ich mein ja nur ;)

M.

Autor: Georg G. (df2au)
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Es gibt Heizelemente, die im PKW das Kühlwasser vorwärmen (Serie bei 
einigen TDI von VW). Da kann man am Schrottplatz fündig werden. 
Alternativ kann man auch die Glühstifte alter Diesel verwenden.

Autor: guest...Rainer (Gast)
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Zwölf M. schrieb:
> Ein 12V 2kW Schaltnetzeil.. irgendeinen Leiter in einen Eimer Wasser

Hallo, für Test an HiFi-Verstärkern habe ich eine Batterie 47Ohm/50W 
Widerstände parallel geschaltet und hänge sie in einen Eimer voll 
Wasser. Simpel und wirkungsvoll. Ob es bei 12V-Gleichstrom schon 
Elektrolyse gibt, weiß ich nicht. Für diesen Fall würde ich einfach alle 
blanken Leitungen mit Schrumpfschlauch überziehen.
Gruß Rainer

Autor: Falk B. (falk)
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@ Werner Hartmann (werner45)

>Von kleinem Bauraum war nicht die Rede, für Tests kann man auch mal
>Platz opfern.

jaja, da ist die 1. Ausrede.

>Eisenwiderstände sind nicht neu, wurden als Vorwiderstände für
>Großmotoren (Kran, Bahn usw.) schon vor 1900 verwendet.

Richtig, das sind aber durchdachte Hochlastwiderstände und KEINE 
Gewindestangen.

>Gewindestangen haben eine große Oberfläche

Denkst du. Warum werden die dann so selten als Hochlastwidestände 
verwendet?

>und sind billiger und
>schneller einstellbar als zusammengelötete Widerstände mit Kühlkörper.

Unsinn.

>Mit ein paar PC-Lüftern kann man sie auf eine ertägliche Temperatur
>runterkühlen. Jeder gewünschte Wert ist einstellbar.

Jaja, das dachten vor dir auch schon andere, bis sie es aufgebaut 
hatten.

>2 kW sind gerade mal ein Heizlüfter.

http://www.zabex.de/site/kurios.html#wafeila

Die Seite ist witzig und unterhaltsam, zeigt aber auch diverse Irrtümer 
des "ich bau mal schnell einen Hochlastwiderstand" auf.

(Ab mitte der Seite, "Was für eine Last").

>Die wurden Anfangs über einen Lampenturm verbraten:

1. Fehler. Die Lampen übereinander anordnen, dabei kocht die heiße Luft 
von unten die obenen Lampen zusätzlich -> Fail
Die müßten nebeneinander oder wenigstens versetzt angeorndet werden, 
damit jeder von unten Kaltluft kriegt.

>Eine deutliche Verbesserung waren dann Hochlastwiderstände mit >Luftkühlung:

Irrtum, gleicher Fehler. Und einfach einen Minilüfter daneben stellen 
hat eher hömiopatische Wirkung. Und oben eine schöne Querplatte mit dem 
Meßgerät, damit das alles schön durchkocht.

>Aber eines von den gequälten Ölradiatoren:

DAS ist schon eher der richige Ansatz, denn die Dinger verkraften 2kW 
ohne zu zucken, dafür sind sie von Profis gebaut. Muss man nur die 1000V 
durch Reihenschaltung anpassen. Nachteil. Die Ölradiatoren laufen auf 
eher niedrigen Temperaturen <100°C, damit braucht man mehr 
Wärmetauscherfläche. Außerdem haben sie keine Zwangslüftung, das macht 
sie wieder groß.

>Der endgültige, ultimative, unkaputtbare, universelle Stromverbraucher!

>  Dazu wurde ein stabiles 28mm Edelstahlrohr benutzt

Irrtum. Das Ding ist nur riesig und sperrig. Ein 15kW Hochlastwiderstand 
mit Zwangslüfung und Schaltstufen ist um einiges kleiner, vielleicht so 
groß wie ein Ölradiator. Aber daszu braucht es halt ein paar Grundlagen, 
die man im materialisierter Form als Fertiggerät vom Profi kaufen kann.

> Nachdem klar war, dass der Notaus einwandfrei ist, kam ein Thermometer
> ans Rohr und der Versuch wurde wiederholt.
>Zweihundertsiebzig Grad. Da freut sich der Mann von der Arbeitssicherheit!

In der Tat. Eine Profilösung hätte ein Gehäuse, wo nur hinten die heiße 
Luft rauskommt und rundherum Berhrungsschutz.

>Jetzt haben wir also keine Luftheizung sondern einen 15KW >Durchlauferhitzer. Und 
schon ist die Temperatur ungefährlich.

Den kann man im Baumarkt DEUTLICH kleiner kaufen.

Fazit. Lustige Bastelei mit wenig Grundlagenwissen.

>Für Genauigkeitsfanatiker natürlich ungeeignet.

Um Genauigkeit geht es hier keine Sekunde, sondern effiziente 
Wärmeabfuhr.
Einfach mit irgendwas Wärme erzeugen ist keine Kunst.

Autor: Armin X. (werweiswas)
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Bei 12VDC würde ich mir, wenn der Test nicht gerade tagelang laufen 
soll, wegen Elektrolyse keinen Kopf machen!
Ich hab mal ein einstellbares und schrankgroßes Netzteil mit 250VDC und 
30A fürn Appel und ein Ei vom Schrott abgegriffen.
Das musste ich vor dem Weiterverkauf auf Funktion testen. Dazu habe ich 
einen 6,8Ohm 150W Rohrwiderstand in einem Eimer Wasser versenkt und das 
Wasser eben mehrfach getauscht. Das war ja jeweils ratzfatz heiß.

Für kleinere Spannungen und Strömen bis ca 250A hab ich jetzt eine 
selbstgebaute wassergekühlte Stromsenke hier mit der ich das Wasser 
meiner Zisterne heize(Ich verwende es halt als Kühlwasservorrat)

MfG

Autor: Peter M. (r2d3)
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Batterieprüfer für Arme:

Betrieb nur in einer flüssigkeitsgekühlten Konservendose möglich.

Das teuerste an dem ganzen ist der Ausschalter für Rallyefahrzeuge.
An einer normalen gesunden PKW-Batterie sprudelt das Wasser in der 
Konservendose.

Die 8mm-Gewindestangen leiten den Strom auf die Drähte und halten diese 
in Form.

Autor: Falk B. (falk)
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@Peter M. (r2d3)

>    Batteriepruefer_200A_und_mehr.jpg

McGyver läßt grüßen!

Da bist du HIER besser aufgehoben.

Beitrag "Quick&dirty - schnelle Problemlösungen selbst gebaut"

Autor: Peter M. (r2d3)
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Falk B. schrieb:
> McGyver läßt grüßen!

Danke, Falk. :)

Autor: c.m. (Gast)
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Peter M. schrieb:
> Falk B. schrieb:
>> McGyver läßt grüßen!
>
> Danke, Falk. :)

ist das schwarz-rote ding ein schalter, und kann der "200A" schalten?
wenn ja, bezeichnung? ^^

Autor: Werner H. (werner45)
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Das "schwarz-rote Ding" ist der Anlasser-Schalter am Einrückmagnet.
Der kann 200 A schalten - muß er auch.

Gruß   -   Werner

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