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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Strombelastbarkeit Mignon Batterien und Kabel


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Autor: Fusebrain (Gast)
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Guten Abend,

gegen wie viel Ampere Strom würdet ihr vier in Reihe geschaltete Mignon 
Batterien (6V) und die Anschlusskabel (0,14 mm^2) bei Kurzschluss 
(aufgrund Beschädigung der Isolierung und Berührung einzelner Drähte des 
Kabels) absichern, sodass Batterien oder Kabel nicht heiß werden?
Oder anders ausgedrückt: Bei wie viel Strom werden Batterien und Kabel 
heiß?
Mal unabhängig vom Strombedarf der Schaltung betrachtet...

Autor: Jörg R. (solar77)
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Fusebrain schrieb:
> Bei wie viel Strom werden Batterien und Kabel
> heiß?

16qmm Kupferdraht...der wird nicht warm.

Für den Thread bis Du einen Tag zu früh...oder 6 Tage zu spät.

: Bearbeitet durch User
Autor: HildeK (Gast)
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Fusebrain schrieb:
> gegen wie viel Ampere Strom würdet ihr vier in Reihe geschaltete Mignon
> Batterien (6V) und die Anschlusskabel (0,14 mm^2) bei Kurzschluss
> (aufgrund Beschädigung der Isolierung und Berührung einzelner Drähte des
> Kabels) absichern,

Alkaline AA? Gar nicht!

Autor: oszi40 (Gast)
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Fusebrain schrieb:
> Bei wie viel Strom werden Batterien und Kabel heiß?

1.Nie, wennnnnnnn das Kabel lang genug ist (Ohm) :-) Du kannst aber 
gerne 1A absichern. Kritische Aufbau-Frage ist eher, wo lose Teile 
herumpurzeln.

2.Zwischen AA Zink-Kohle und guten eneloop liegen Welten od. locker 5A
http://lygte-info.dk/review/batteries2012/Eneloop%20AA%20HR-3UTGB%201900mAh%20%28White%29%20UK.html

3.ESKA, wenn Du über Sicherungen viel lesen möchtest: 
https://eska-fuses.de/fileadmin/pdf/produktkatalog/ESKA%20Hauptkatalog%20PDF_Komplett.pdf

Autor: Fusebrain (Gast)
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oszi40 schrieb:
> Nie, wennnnnnnn das Kabel lang genug ist (Ohm) :-) Du kannst aber
> gerne 1A absichern. Kritische Aufbau-Frage ist eher, wo lose Teile
> herumpurzeln.

genau, wennnnnn ;) wennnnnn aber nicht... dachte auch an ne 
Feinsicherung. Die lösen ja eigentlich erst beim doppelten Wert des 
Bemessungsstrom in einer akzeptablen Zeit (wenige Sekunden) aus. Bei 1A 
wären das im Prinzip 2A. Ich möchte an der Sicherung halt nicht zu viel 
Spannung verlieren (die Schaltung verbraucht ungefähr 400mA). Der 
Spannungsabfall einer Sicherung ist sicherlich nicht linear zum 
durchgehenden Strom, oder?

Jörg R. schrieb:
> Für den Thread bis Du einen Tag zu früh...oder 6 Tage zu spät.

was meinst du damit?

Autor: Manfred (Gast)
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Fusebrain schrieb:
> Jörg R. schrieb:
>> Für den Thread bis Du einen Tag zu früh...oder 6 Tage zu spät.
> was meinst du damit?

Freitag ist Trolltag, heute ist erst Donnerstag.

Autor: michael_ (Gast)
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Fusebrain schrieb:
> gegen wie viel Ampere Strom würdet ihr vier in Reihe geschaltete Mignon
> Batterien (6V)

Messe doch einfach den Kurzschlußstrom.
Bei neuen guten Batterien max. 4A.

Bitte den Test nicht mit Akkus machen.

Autor: Stefanus F. (Firma: der mit dem Helfersyndrom) (stefanus)
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michael_ schrieb:
> Bei neuen guten Batterien max. 4A.

Und da ist der Haken. Wenn du jetzt eine 4A Sicherung nimmst, wird die 
wahrscheinlich nie auslösen. Eine 2A Sicherung wird Anfangs noch gehen, 
doch halb entladene Batterien werden sie nicht mehr auslösen können. 
Dann würden die 2A im Kurzschlussfall dauerhaft fließen. Will man das? 
Bei den dünnen Käbelchen wohl eher nicht.

Wie viel die Kabel aushalten, hängt sehr vom Material und ihrer Kühlung 
ab. Ich habe neulich Dupont Kabel gekauft, die scheinbar aus Eisen 
bestehen. Die werden schon bei 500mA deutlich warm.

Autor: Fusebrain (Gast)
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Stefanus F. schrieb:
> Und da ist der Haken. Wenn du jetzt eine 4A Sicherung nimmst, wird die
> wahrscheinlich nie auslösen. Eine 2A Sicherung wird Anfangs noch gehen,
> doch halb entladene Batterien werden sie nicht mehr auslösen können.
> Dann würden die 2A im Kurzschlussfall dauerhaft fließen. Will man das?
> Bei den dünnen Käbelchen wohl eher nicht.

richtig, genau meine Überlegung.

Wahrscheinlich wäre es das klügste, baulich einen Kurzschluss gar nicht 
zustande kommen zu lassen...

Autor: Manfred (Gast)
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Stefanus F. schrieb:
> Ich habe neulich Dupont Kabel gekauft, die scheinbar aus Eisen
> bestehen. Die werden schon bei 500mA deutlich warm.

Dazu finden sich Meßwerte in einem der Chinaware-Threads, ja, die Dinger 
sind unangenehm hochohmig, fast ein halbes Ohm auf 20cm:
https://www.mikrocontroller.net/attachment/362560/std_1A_600_60.jpg

Für ein LCD oder einen INA219 etc. kein Problem, meinen ENC28J60 werde 
ich im endgültigen Aufbau aber mit ordentlichen Leitungen versorgen.

Autor: HildeK (Gast)
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Stefanus F. schrieb:
> Bei den dünnen Käbelchen wohl eher nicht.

Wenn ich richtig gerechnet habe, haben Kabel mit 0.14mm² Querschnitt 
einen Durchmesser von mehr als 0,4mm. Sind sie aus Kupfer, wird bei 2A 
nichts gefährlich warm und 4A werden die Zellen nur kurz liefern.

Autor: Fusebrain (Gast)
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HildeK schrieb:
> Wenn ich richtig gerechnet habe, haben Kabel mit 0.14mm² Querschnitt
> einen Durchmesser von mehr als 0,4mm. Sind sie aus Kupfer, wird bei 2A
> nichts gefährlich warm und 4A werden die Zellen nur kurz liefern.

ja, außer es berühren sich nur einzelne Äderchen, dann werden die schon 
ziemlich heiß. Habe das vorhin mal ausprobiert. Aber danke für's Rechnen 
:D

Autor: michael_ (Gast)
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Fusebrain schrieb:
> dann werden die schon
> ziemlich heiß.

Wie heiß?

Bei AA gar nichts machen.
Außerdem haben Sicherungen einen hohen Eigenwiderstand.

Autor: Manfred (Gast)
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HildeK schrieb:
> Wenn ich richtig gerechnet habe, haben Kabel mit 0.14mm² Querschnitt
> einen Durchmesser von mehr als 0,4mm. Sind sie aus Kupfer,

Zwei hundertstel mehr, 0,42mm :-)

Der Widerstand beträgt dann 128mOhm pro Meter.

> wird bei 2A
> nichts gefährlich warm und 4A werden die Zellen nur kurz liefer

Die 4A unterschreibe ich erstmal nicht, dann würden diverse 
Fotoblitzgeräte extrem lange Ladezeiten haben.

Wenn wir mit dem DMM den 'Kurzschlußstrom' messen, ist der nicht 
wirklich kurz weil der interne Shunt aktiv ist. Ein Fluke87 hat im 
10A-Bereich 0,3 Ohm, ein Fluke77 sogar 0,5 Ohm.

Man müsste wirklich mal mit einem kurzen Draht brücken und den Strom per 
Zange messen, ich glaube, dass da kurzzeitig mehr als 4A kommen.

michael_ schrieb:
> Außerdem haben Sicherungen einen hohen Eigenwiderstand.

Werte in Ohm?

In meinem Akkutester habe ich M2A-Sicherungen, die liegen incl. Halter 
um 70mOhm.

Autor: Fusebrain (Gast)
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michael_ schrieb:
> Wie heiß?

Den genauen Temperaturwert kann ich dir nicht sagen aber schon so heiß, 
dass man die Adern (oder auch die Isolierung) nach 5 Sekunden loslassen 
muss, weil es sonst ne Brandblase gibt. Achso, mit der heißen Ader 
kannst du auch mit ein bisschen Druck ABS Kunststoff durchtrennen. Bin 
da bei meinem Test kurz ans Gehäuse gekommen.

Autor: Fusebrain (Gast)
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Manfred schrieb:
> Die 4A unterschreibe ich erstmal nicht

Ist auch so (jedenfalls nach meiner Messung, die ich mal gemacht habe). 
Weiß nicht mehr genau, wie viel das war aber bei vier in Reihe 
geschalteten AA Batterien waren es zwischen 10 und 15A.

Autor: Manfred (Gast)
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Fusebrain schrieb:
> AA Batterien

Nur mal vorsichtshalber gefragt: "Batterien" meint wirklich 
Primärzellen, nicht aufladbar oder hast Du Akkus gemessen?

Autor: michael_ (Gast)
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Fusebrain schrieb:
> dass man die Adern (oder auch die Isolierung) nach 5 Sekunden loslassen
> muss, weil es sonst ne Brandblase gibt.

Also so 60°C. Unkritisch.

Fusebrain schrieb:
> Achso, mit der heißen Ader
> kannst du auch mit ein bisschen Druck ABS Kunststoff durchtrennen.

Dann ist es auch kein Kurzschluß.
Trotzdem keine Gefahr.
Die Hersteller von FB, Taschenlampe, Spielzeug usw. wissen schon, warum 
keine Sicherung.

Manfred schrieb:
> Werte in Ohm?
>
> In meinem Akkutester habe ich M2A-Sicherungen, die liegen incl. Halter
> um 70mOhm.

Bei einer 0,5AT sind das etwa 0,2V.

Autor: Jörg R. (solar77)
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Manfred schrieb:
> Ein Fluke87 hat im 10A-Bereich 0,3 Ohm

...0,03 Ohm;-) Bürdenspannung 0,03V/A


Fusebrain schrieb:
> Wahrscheinlich wäre es das klügste, baulich einen Kurzschluss gar nicht
> zustande kommen zu lassen...

Ja.

Autor: Fusebrain (Gast)
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Manfred schrieb:
> Nur mal vorsichtshalber gefragt: "Batterien" meint wirklich
> Primärzellen, nicht aufladbar oder hast Du Akkus gemessen?

Ja, Alkaline von Aldi. Wie gesagt, ich bin mir nicht mehr 100% sicher 
aber ich glaub, es war schon so um den Dreh rum

michael_ schrieb:
> Also so 60°C. Unkritisch.

Was wären deiner Meinung kritische Temperaturen für den Haushalt? (Holz, 
Kleidungsstoff, Zeitung, Stroh)

Autor: michael_ (Gast)
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400°C

Mit deiner Lötspitze erzeugst du keine Flamme mit normalen Holz bzw. 
Papier.

Hast du eine Strohmatratze?

Autor: Peter R. (Gast)
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michael_ schrieb:
> Messe doch einfach den Kurzschlußstrom.
> Bei neuen guten Batterien max. 4A.
>
> Bitte den Test nicht mit Akkus machen.

Wie kommt man auf die max. 4A?

m.Mn. nach hast Du da Glück gehabt.

Bei meinem Messversuch an einer AA, per Multimeter im 10A-Bereich, war 
die Sicherung sofort weg. Und eine Sicherung mit hohem Abschaltvermögen 
ist teuer (fand ich).

Beitrag #5867975 wurde von einem Moderator gelöscht.
Autor: Manfred (Gast)
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Jörg R. schrieb:
> Manfred schrieb:
>> Ein Fluke87 hat im 10A-Bereich 0,3 Ohm
> ...0,03 Ohm;-) Bürdenspannung 0,03V/A

Bestätigt, ich habe falsch gerechnet!

Beim Fluke 77 sind es 0,05 Ohm, in der Anleitung 50 mV/A.

Beim Versuch, das nachzumessen, falle ich direkt über die Meßleitung und 
deren Übergangswiderstände.

Beitrag #5868518 wurde von einem Moderator gelöscht.
Autor: Fusebrain (Gast)
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gerade nochmal den Thread gelesen...

oszi40 schrieb:
> 1.Nie, wennnnnnnn das Kabel lang genug ist (Ohm) :-)

Was ist der Grund dahinter, dass das Kabel nicht heiß wird, wenn es lang 
genug ist? Weil sich die Wärme dann auf eine größere Fläche (bzw. 
Volumen) verteilen kann? Seh ich das richtig? Oder liegt es an durch 
einen größeren Widerstand kleiner resultierende Strom?

Autor: Manfred (Gast)
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Fusebrain schrieb:
> Oder liegt es an durch
> einen größeren Widerstand kleiner resultierendem Strom?

Gut erkannt.

Autor: GEKU (Gast)
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michael_ schrieb:
> Mit deiner Lötspitze erzeugst du keine Flamme mit normalen Holz bzw.
> Papier.

"Fahrenheit 451", ein berühmter Film  mit Oskar Werner, erhielt seinen 
Namen vom Flammpunkt von Papier.
451°F = 233°C

Autor: Wolfgang (Gast)
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Fusebrain schrieb:
> Was ist der Grund dahinter, dass das Kabel nicht heiß wird, wenn es lang
> genug ist?

Die Physik der Wärmeerzeugung und -abgabe.

> Weil sich die Wärme dann auf eine größere Fläche (bzw.
> Volumen) verteilen kann? Seh ich das richtig?

Nein, die Wärme wird über die Oberfläche abgegeben, nicht über das 
Volumen. Das Volumen bzw. besser die thermische Masse spielt nur bei 
Impulsbelastung eine Rolle.

> Oder liegt es an durch einen größeren Widerstand kleiner
> resultierende Strom?

Eben. Durch die größere Kabellänge steigt der Widerstand und der 
Kurzschlussstrom sinkt. Es gibt also zwei Effekte: Die Heizleistung 
sinkt und gleichzeitig verteilt wird sie über die größere Oberfläche 
besser abgegeben.

Autor: Lothar M. (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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michael_ schrieb:
> Mit deiner Lötspitze erzeugst du keine Flamme mit normalen Holz bzw.Papier.
Doch, das geht. Problemlos. Und auch Kippen anzünden.

Fusebrain schrieb:
> Was ist der Grund dahinter, dass das Kabel nicht heiß wird, wenn es lang
> genug ist? Weil sich die Wärme dann auf eine größere Fläche (bzw.
> Volumen) verteilen kann? Seh ich das richtig?
Es ist z.B. auf Kindergartenfesten ein beliebter Fehler, den Kochkessel 
für die heißen Würstchen an die 50m Kabeltrommel anzuschließen, von der 
nur 3m abgerollt sind. Vor das Wasser auch nur handwarm ist, fängt die 
Kabeltrommel an zu riechen und schaltet hoffentlich ab.
Wenn man das Kabel aber ausrollt und ins Gras legt, dann wird es nicht 
mal handwarm...

Zum Thema Strom und Mignon-Alkalinebatterien: ich sortiere alle, die bei 
Kurzschluss weniger als 3A bringen aus. Und nehme sie nur noch für 
"stromlose" Anwendungen wie Uhren und Fernbedienungen. Oder betreibe 
damit den ewigen Blinker von B. Kainka.

Autor: Percy N. (vox_bovi)
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GEKU schrieb:
> michael_ schrieb:
>> Mit deiner Lötspitze erzeugst du keine Flamme mit normalen Holz bzw.
>> Papier.
>
> "Fahrenheit 451", ein berühmter Film  mit Oskar Werner, erhielt seinen
> Namen vom Flammpunkt von Papier.
> 451°F = 233°C

Eigentlich war das ursprünglich eine Erzählung von Ray Bradbury. Ja, in 
diesem Zusammenhang ist der Unterschied nicht ohne Bedeutung.

Autor: Joachim B. (jar)
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HildeK schrieb:
> .... und 4A werden die Zellen nur kurz liefern.

Manfred schrieb:
> Die 4A unterschreibe ich erstmal nicht, dann würden diverse
> Fotoblitzgeräte extrem lange Ladezeiten haben.

könnt ihr ja selber nachrechnen, Canon EX580 II
58Ws werden in 6s geladen:

Annahme I
58Ws / 5V (4 Mignon) = ~11,6As / 6s = 1,9A
Annahme II
58Ws / 4V (4 Mignon) = ~14,5As / 6s = 2,4A

Ich traue aber einigen Zellen eneloop auch mehr als 2A zu

Autor: Fusebrain (Gast)
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Wolfgang schrieb:
> Eben. Durch die größere Kabellänge steigt der Widerstand und der
> Kurzschlussstrom sinkt.

Ja das macht Sinn.
Wieso ist es dann aber so, dass dünne Kabel eher warm werden als 
dickere? Rein rechnerisch steigt der Widerstand und dadurch die 
Begrenzung des Stroms ja ebenfalls bei Verringerung des 
Kabelquerschnitts...

Autor: michael_ (Gast)
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Joachim B. schrieb:
> Ich traue aber einigen Zellen eneloop auch mehr als 2A zu

Hier geht es um Primärzellen.

Peter R. schrieb:
> michael_ schrieb:
>> Messe doch einfach den Kurzschlußstrom.
>> Bei neuen guten Batterien max. 4A.
>>
>> Bitte den Test nicht mit Akkus machen.
>
> Wie kommt man auf die max. 4A?
>
> m.Mn. nach hast Du da Glück gehabt.
>
> Bei meinem Messversuch an einer AA, per Multimeter im 10A-Bereich, war
> die Sicherung sofort weg. Und eine Sicherung mit hohem Abschaltvermögen
> ist teuer (fand ich).

Normal mache ich den Test mit einem analogen MM.
Aber auch mod. MM haben den Test überstanden.

War das evtl. der 2A Bereich?

Nochmal, nur Primärzellen so testen. Keine Akkus!

Autor: Axel S. (a-za-z0-9)
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Fusebrain schrieb:
> Wolfgang schrieb:
>> Eben. Durch die größere Kabellänge steigt der Widerstand und der
>> Kurzschlussstrom sinkt.
>
> Ja das macht Sinn.
> Wieso ist es dann aber so, dass dünne Kabel eher warm werden

Die Verlustleistung durch den Widerstand des Kabels ist P = I² × R. Bei 
konstantem Strom also proportional zum Widerstand des Kabels. Und dünne 
Kabel haben nun mal einen höheren Widerstand.

> Rein rechnerisch steigt der Widerstand und dadurch die
> Begrenzung des Stroms ja ebenfalls bei Verringerung des
> Kabelquerschnitts...

Die "Begrenzung des Stroms" ist nicht der wesentliche Effekt. Man 
verlegt Kabel nicht dazu, daß sie den Strom begrenzen, sondern dazu, daß 
sie Strom transportieren. Die Größe des Stroms ist in praktischen 
Anwendungen immer vom Verbraucher bestimmt und das Kabel kann zumindest 
im Prinzip viel mehr transportieren. Tatsächlich betreibt man nicht 
unerheblichen Aufwand (Hochspannungsübertragung) um die Verluste in den 
Kabeln gering zu halten.

Autor: Joachim B. (jar)
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michael_ schrieb:
> Hier geht es um Primärzellen.

und?
Duracell wurden mal mit 3300mAh beworben, ich habe das Gefühl das die 
heute weniger haben......

Dann ist da noch das ewige Auslaufproblem ALLER Alkaline.....

Autor: Jemand (Gast)
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Hallo

Fusebrain du stellst genau die richtigen Fragen bzw. zeigst die richtige 
Neugier an einen sehr interessanten und wichtigen Gebiet, leider wird 
das aber ohne eigenständiges lernen aus Büchern oder Texten aus den Netz 
und eigenen Erfahrungen und Beobachtungen (aber da hast du ja schon 
angefangen und das ist sehr gut so und "muss" auch so sein) nicht 
wirklich was werden.

Aber selbst mit den Ohmschen Gesetz und wenn du dich mit den Begriff 
Innenwiderstand auseinandersetzt und du das dann verstanden hast, 
braucht es seine Zeit bis man das alles auch wirklich vom Bauchgefühl 
verstanden hat.

Erfahrungen und Erlebnisse aus der Praxis gehören meiner Meinung einfach 
dazu um ein "Gefühl" für Spannung, Strom, Leitungswiderstand und 
jeweilige tolerierbare ("normale" "geht i.O.") Erwärmung der Leitung 
oder des Bauteil zu erlangen.
Die recht einfache Physik und Mathematik (zumindest wenn man bei den in 
der Praxis relevanten Bereich bleibt - im tiefsten "Inneren" und auf 
Verzicht von gegebenen Modellvorstellungen ist das dann nämlich gar 
nicht mehr so einfach aber das sind dann Bereiche die wohl nur noch 
einige Physiker und halt extrem Neugierige interessieren) dahinter ist 
schnell verstanden und auch in der Praxis angewendet.
Aber um es wirklich auch vom "Bauch" und "Gefühl" verinnerlicht zu haben 
braucht es Zeit, Passion, Erfahrungen und auch einfach Erlebnisse (zu 
den auch mal Misserfolge und kleine Unfälle zählen).

Jemand

Autor: Joachim B. (jar)
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Fusebrain schrieb:
> Wahrscheinlich wäre es das klügste, baulich einen Kurzschluss gar nicht
> zustande kommen zu lassen...

die beste Erkenntnis bis jetzt!

Autor: Stefanus F. (Firma: der mit dem Helfersyndrom) (stefanus)
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Fusebrain schrieb:
> Wieso ist es dann aber so, dass dünne Kabel eher warm werden als
> dickere?

Dünne Kabel haben (bei gleicher Länge) einen höheren Innenwiderstand, an 
dem fällt (bei gleicher Stromstärke) mehr Spannung ab. Die 
Verlustleistung ist Spannung mal Strom.

Allerdings senkt der höhere Widerstand in der Regel die Stromstärke.

Und dann hängt es noch davon ab, wie es gekühlt wird.

Die Annahme, dass "dass dünne Kabel eher warm werden" kann man so 
pauschal also nicht bestätigen. Es kann je nach Rahmenbedingung auch 
genau umgekehrt sein.

z.B: Verleich mal eine schwache 0,5W Glühbirne mit einer 500W Glühbirne. 
Die 500W Glühbirne enthält einen wesentlich dickeren Draht.

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