Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Kanthaldraht berechnen?


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von Sebastian (Gast)


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Hi,

wie kann man die stärke bzw. stromstärke eines Kanthaldraht berechnen? 
Oder doch eher try and error?

Mir geht es darum, dass ich einen Draht zum glühen bekommen möchte mit 
einer Spannung zwischen 3.3 - max 9V. Tendenz eher so gering wie 
möglich. Da stellt sich mir zusätzlich die Frage, muss man das mit einem 
Netzgerät machen oder geht das auch mit Akku/Batterie?

von Martin S. (sirnails)


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Die Frage ist, welche Leistung du brauchst. Die bemisst sich anhand der 
räumlichen Vorgaben und Konvektion.

Empirisch ermitteln ist sicher besser möglich, als die Systemparameter 
aufwändig zu bestimmen.

Je nach Leistung reicht eine Knopfzelle.

Das musst du schon näher spezifizieren.

von Udo S. (urschmitt)


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Sebastian schrieb:
> dass ich einen Draht zum glühen bekommen möchte

Der glüht in jedem Glühlämpchen. Und da es Taschenlampen gibt 
funktioniert das auch mit Batterien oder Akkus.
Wenn du eine detailliertere Info brauchst solltest du deine 
Anforderungen genauer spezifizieren.

Sebastian schrieb:
> wie kann man die stärke bzw. stromstärke eines Kanthaldraht berechnen?
> Oder doch eher try and error?

Nicht in dem Sinne dass man eine "einfache" Formel hat wie das ohmsche 
Gesetz.
Dazu gibt es zu viele Parameter. Du hast Verluste durch Strahlung, 
Konvektion und Wärmeleitung zu den Anschlüssen. Und die hängen auch noch 
von Umgebungsparametern ab.

von MaWin (Gast)


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Sebastian schrieb:
> Mir geht es darum, dass ich einen Draht zum glühen bekommen möchte

>  wie kann man die stärke bzw. stromstärke eines Kanthaldraht berechnen?

Gar nicht.
Dir fehlt die wesentliche Angabe: wie gross ist der 
Wärmeübergangswiderstand vom Draht zur Umgebung.

Im Vakuum schlechter als in Wärmedämmung schlechter als in Luft 
schlechter als in Wasser.

Das wurde schon versucht dir in Physik in der Schule beizubringen, aber 
du hast offenbar geschwânzt.

Und selbst wenn er glüht, wie lange hält er ? Dickerer Draht überlebt 
Hitze länger als dünnerer Draht, daher verwendet man in kanthalgeheizten 
Industrieöfen wie Töpferöfen so 2mm dicke Drähte.

Und wenn man ihn wendelt, trifft ein Teil der Wärme des danebenliegenden 
Drahts auch auf diesen und er wird leichter heiss.

Die nötige Länge berechnet sich aus der notwendigen Heizleistung, und je 
nach Spannung nimmt man 1 lange Wendel oder viele kurze parallel 
geschaltet.

Sebastian schrieb:
> Tendenz eher so gering wie möglich

Normalerweise nimmt man so hoch wie möglich um den Strom gering zu 
halten und damit die Verluste ausserhalb gering ohne viel Geld in dicke 
Kupferkabel investieren zu müssen.

von Pandur S. (jetztnicht)


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Gluehen ist schoen. Und weiter ? Wieviel Gluehen ? Welche Leistung, 
welche Flaeche, welches Volumen.. Was soll das ueberhaupt ?

von Jens G. (jensig)


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MaWin (Gast)

>Das wurde schon versucht dir in Physik in der Schule beizubringen, aber
>du hast offenbar geschwânzt.

Du warst wohl auch nicht in der Schule. Sonst wüsstest Du, daß die 
konkrete Berechnung des von TO genannten Falles keineswegs mit dem 
üblichen Schulwissen zu erledigen ist (da bekommt man bestenfalls die 
Wärmeübertragungsarten mitgeteilt).

von weder Ochs noch Esel (Gast)


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Sebastian schrieb:
> Hi,
>
> wie kann man die stärke bzw. stromstärke eines Kanthaldraht berechnen?

Mit den Werten aus dem Kanthal-Handbuch vielleicht?
http://www.restrade.ch/assets/Dokumente/Kanthal/Heizleiterlegierungen-Handbuch-GER.pdf

Hab ich mal vor ein paar wochen gemacht, man berechnet halt über den 
Widerstand die umgesetzte Leistung, schätzt ab wieviel Wärme entfleucht 
und erhält über die spezif. Wärmegleichtung die ungefähre Temperatur. 
ich glaub es gibt auch ein paar Online-rechner. Oder frag mal den 
näcsetn industrieofenbauer.

von MaWin (Gast)


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Jens G. schrieb:
> konkrete Berechnung

Gar nicht nötig für das Grundwissen, dass Dinge um so heisser werden bei 
reingesteckter Energie, je schlechter sie die Wärme loswerden.
Und das wurde sehr wohl gelehrt.

von Jens G. (jensig)


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MaWin (Gast)

>Jens G. schrieb:
>> konkrete Berechnung

>Gar nicht nötig für das Grundwissen, dass Dinge um so heisser werden bei
>reingesteckter Energie, je schlechter sie die Wärme loswerden.
>Und das wurde sehr wohl gelehrt.

Sehr richtig, wenn es ums Grundwissen geht. Nur kann er es mit diesem 
Grundwissen alleine eben trotzdem nicht berechnen. Schon deswegen, weil 
solche Dinge wie Wärmekonvektion alles andere als trivial sind.

: Bearbeitet durch User
von nachtmix (Gast)


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MaWin schrieb:
> wie gross ist der
> Wärmeübergangswiderstand vom Draht zur Umgebung.
>
> Im Vakuum schlechter als in Wärmedämmung schlechter als in Luft
> schlechter als in Wasser.
>
> Das wurde schon versucht dir in Physik in der Schule beizubringen, aber
> du hast offenbar geschwânzt.

Hältst du Selbstgespräche, oder meintest du Wärmeabgabe statt 
Wärmewiderstand?

von Hennes (Gast)


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Hallo

eine dringende Empfehlung:

Alles was sich hier im Forum MaWin nennt "einfach" ignorieren - die 
schon länger hier im Forum aktiv sind wissen Bescheid und die neu sind 
brauchen nur mal nach den Namen zu suchen...
Während man das verhalten der "falschen" MaWins noch nachvollziehen kann 
(nachvollziehen ist nicht gutheißen oder befürworten) - halt einfach nur 
freude an Unruh stiften  und sein späßchen daran haben wie sich "die" 
Leute dann zoffen - so funktioniert jeder Troll, ist der echte MaWin 
einfach nur ein schlimmes Phänomen und ein Typ mit den ich eigentlich 
nichts zu tun haben will, wobei er mir manchmal schon fast Leid tut - 
muss ein sehr einsamer ,verbitterter, überheblicher und unbelehrbarer 
Typ sein - und somit lässt das Mitleid dann doch schnell nach...
Es hat schon seinen Grund warum es so viele "falsche" MaWins unter den 
geschickteren (Profi-)Trollen gibt...

Hennes

von Martin S. (sirnails)


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Danke, dass du mit deinem Beitrag genau das machst, was du selbst 
kritisierst.

Abgesehen davon, dass der echte MaWin zwar kratzig, aber ausgesprochen 
kompetent ist.

von georg (Gast)


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Martin S. schrieb:
> Abgesehen davon, dass der echte MaWin zwar kratzig, aber ausgesprochen
> kompetent ist.

Die schönste Kompetenz nützt nichts, wenn man sie zwanghaft nur mit 
Beleidigungen an den Mann bringen kann.

Georg

von Günni (Gast)


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Hennes schrieb:
> Alles was sich hier im Forum MaWin nennt "einfach" ignorieren

Ich habe hier von MaWin schon sehr gute und fundierte Beiträge gefunden, 
die auf einen sehr erfahrenen und mit Normen vertrauten Schreiber 
schließen lassen. Daneben habe ich aber auch Unsinn gefunden, der zu dem 
Bild nicht passt. Offensichtlich nutzen Andere den Namen, um den 
verdient guten Eindruck zu vermiesen. Aber einfach ignorieren wäre 
falsch, da dann viel gutes Wissen verloren geht.

Doch zurück zur Fragestellung. Wie alle Metalle (und Legierungen) hat 
Kanthaldraht einen positiven Temperaturkoeffizienten. D.h. sein 
Widerstand steigt mit der Temperatur mit - geraten - etwa 0,4% pro Grad 
(eine Angabe habe ich nicht gefunden und so von anderen Materialien wie 
Platin, Wolfram, Eisen, Edelstahl das Verhalten "abgeschätzt"). Wie die 
Heizdrähte eines Toasters oder eines Heizlüfters verbrennt der Draht bei 
Rotglut - im Gegensatz zu anderen Materialien - nicht. Man könnte also 
Änderungen der Wärmeabfuhr so entgegenwirken, dass mit einer 
Regelschaltung auf einen konstanten Widerstand - entsprechend einer 
konstanten Temperatur - geregelt wird. Ob dieser Aufwand sinnvoll und 
nötig ist, hängt von dem Anwendungsfall ab, über den hier viel 
spekuliert, aber bisher wenig Konkretes gesagt wurde.

von Michael B. (laberkopp)


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Hennes schrieb:
> eine dringende Empfehlung:

Liest sich deutlich, als ob "Hennes" schon mal von MaWin wegen falscher 
Aussagen hier öffentlich auf den Topf gesetzt wurde, und nun versucht, 
dem Überbringer der schlechten Nachricht in die Eier zu treten.

Der Mensch ist schon ein geistig armes Wesen.

von Rumms kaputt (Gast)


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Wie es die allgemeine Bildung bestellt ist kann man hier nachlesen.

https://www1.wdr.de/nachrichten/westfalen-lippe/haltern-unfall-physik-unterricht-100.html

von Rumms kaputt (Gast)


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Wie es die allgemeine Bildung bestellt ist kann man hier nachlesen.

https://www1.wdr.de/nachrichten/westfalen-lippe/haltern-unfall-physik-unterricht-100.html

Und in 2 Jahren sollen die Wählen dürfen?

Ich bin für ein Mindestalter von 21 Jahren! So wie früher. Aber da die 
Dämlichkeit zugenommen hat eher für 25 Jahre.

von X2 (Gast)


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Rumms kaputt schrieb:
> Ich bin für ein Mindestalter von 21 Jahren! So wie früher. Aber da die
> Dämlichkeit zugenommen hat eher für 25 Jahre.

Vielleicht sollten dann auch alle über 50 nicht mehr wählen dürfen, da 
ab dieser Grenze ja z.B. der Klimawandel nicht mehr zu existieren 
scheint...

Ist völliger Unsinn, dass was du schreibst aber ebenso...

von foobar (Gast)


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> Wie alle Metalle (und Legierungen) hat Kanthaldraht einen
> positiven Temperaturkoeffizienten. D.h. sein Widerstand steigt
> mit der Temperatur mit - geraten - etwa 0,4% pro Grad (eine
> Angabe habe ich nicht gefunden und so von anderen Materialien
> wie Platin, Wolfram, Eisen, Edelstahl das Verhalten "abgeschätzt").

Daneben geschätzt ;-)  Die besondere, extra daraufhin entwickelte 
Eigenschaft von Kanthal ist, dass der Temperaturkoeffizient sehr gering 
ist.  Hier die Eigenschaften einiger Materialien (Spalte µ/K):
Material    µΩm   µ/K  mg/mm³  J/g/K
Kan-A1    1.450     2   7.100  0.460
Kan-D     1.350    54   7.250       
NiCr80    1.090   112   8.300       
SS904L    0.952     0   7.900  0.500
SS316     0.771   883   8.000       
SS316L    0.740   886               
SS304     0.710  1016               
NiCr90    0.706   324   8.730  0.448
CuNi44    0.490     1   8.900  0.410
Ti        0.470  3674   4.510  0.523
NiFe48    0.370  4036   8.200  0.500
Ni200     0.096  5945   8.900  0.456

von Günter Lenz (Gast)


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von Sebastian schrieb:
>Hi,

>wie kann man die stärke bzw. stromstärke eines Kanthaldraht berechnen?
>Oder doch eher try and error?

>Mir geht es darum, dass ich einen Draht zum glühen bekommen möchte mit
>einer Spannung zwischen 3.3 - max 9V. Tendenz eher so gering wie
>möglich.

Sei doch mal ein bischen experimentierfreudig.
Spanne 1m draht, nimm 6V, schalte ein Strommesser in Reihe,
mit zwei Krokodilklemmen gehst du nun an den Enden des
Drahtes. Schiebe die Krokodilklemmen langsam immer
weiter zusammen, der Strom wird größer. Irgendwann
fängt der Draht an zu glühen, lese den Strom ab, fertig.

> Da stellt sich mir zusätzlich die Frage, muss man das mit einem
>Netzgerät machen oder geht das auch mit Akku/Batterie?

Wenn der Akku/Batterie niederohmig genug ist und den Strom
liefern kann, geht daß auch.

von Günni (Gast)


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foobar schrieb:
> Daneben geschätzt ;-)  Die besondere, extra daraufhin entwickelte
> Eigenschaft von Kanthal ist, dass der Temperaturkoeffizient sehr gering
> ist.

Das ist sehr nachteilig. Wenn man den dann mit konstanter Spannung oder 
konstantem Strom betreibt, bleibt die zugeführte Leistung auch konstant. 
Führt man Wärme ab, sinkt die Temperatur, wird die Wärmeabfuhr 
blockiert, steigt die Temperatur und ohne einen gesonderten Fühler hat 
man keinerlei Rückmeldung über die aktuelle Temperatur.
Dass für Messwiderstände Materialien mit sehr geringem Temperaturgang 
benötigt werden, ist klar. Aber für viele andere Anwendungen ist das ein 
echter Nachteil.

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