Optimale Heizwendel berechnen

[Timm R. (Firma: privatfrickler.de) (treinisch)]

Hallo,

es geht nicht um eine praktische Anwendung, sondern um ein Experiment.

Ich habe einen Gleichstrommotor, den ich als Generator nutzen möchte, zu 
diesem Zweck ist eine Kurbel daran. Nun möchte ich über zwei Leitungen 
eine Heizwendel anschließen und mit dieser Wasser erwärmen.

Die Leitungen sind 1 m lang und haben 4 mm^2.

Der Motor liefert mit diesen Leitungen beim Hand-Kurbeln einen 
Kurzschlussstrom von etwa 8 A und eine Leerlaufspannung von etwa 6 V.

Ich möchte gern pro Kurbeldrehung eine möglichst große Wärmemenge aus 
der Heizwendel holen.

Kann ich mit diesen Angaben den optimalen Widerstand der Heizwendel 
berechnen?

Danke für Hinweise!

hg
Timm

[HildeK (Gast)]

Auf Anhieb hätte ich mal gesagt R = 3V/4A = 0.75Ω. Macht 12W und nennt 
sich Leistungsanpassung.

[Timm R. (Firma: privatfrickler.de) (treinisch)]

Hallo,

super! Danke Dir!

vlg
 Timm

[MaWin (Gast)]

Timm R. schrieb:
> Kann ich mit diesen Angaben den optimalen Widerstand der Heizwendel
> berechnen?

Jein.

Die optimale Leistung holst du heraus, wenn Lastwiderstand gleich 
Generatorinnenwiderstand ist, also bei Leistungsanpassung, also die 
genannten 0.75Ohm.

Dann verheizt der Motor aber genau so viel Leistung wie die Heizwendel, 
und überhitzt.

Man darf den Motor also nicht über-belasten, sondern darf höchstens (bei 
der Grösse) nur 10% im Motor und muss 90% in der Heizwendel verheizen. 
Also 7.5Ohm für 0.8A bei 5.4V sind 4.32Watt.

[H. H. (Gast)]

MaWin schrieb:
> Man darf den Motor also nicht über-belasten, sondern darf höchstens (bei
> der Grösse) nur 10% im Motor und muss 90% in der Heizwendel verheizen.

Möglicherweise gibt es ein Datenblatt des Motors, dann könnte man das 
genauer sagen.

[Loddar (Gast)]

Bei Leistungsanpassung bleibt aber die halbe Leistung im Generator.

[HildeK (Gast)]

Loddar schrieb:
> Bei Leistungsanpassung bleibt aber die halbe Leistung im Generator.
Ja klar, deshalb auch 'Anpassung'.
Aber für diese Forderung
Timm R. schrieb:
> Ich möchte gern pro Kurbeldrehung eine möglichst große Wärmemenge aus
> der Heizwendel holen.
müsste eben Leistungsanpassung herrschen. Ob der 'Generator' das kann, 
weiß ich natürlich nicht.

Den Motor auch in das zu erwärmende Wasser hineinlegen und schon hat er 
24W zum Heizen 😀.

[Timm R. (Firma: privatfrickler.de) (treinisch)]

Hallo,

vielen Dank für eure Ausführungen! Das hat mir alles sehr weiter 
geholfen. Der Motor interessiert sich definitiv nicht im geringsten für 
12 W Verlust.

vlg
 Timm

[Timm R. (Firma: privatfrickler.de) (treinisch)]

Oh, sorry, noch eine Frage:

Weiß jemand, wie das bei einem Generator im Kraftwerk ist? Wie weit 
neben der Leistungsanpassung liegt man da?

vlg
 Timm

[Mario M. (thelonging)]

Noch besser: Den untergetauchten Motor im Kurzschluss betreiben. Und 
schon hat man 48W. Doch selbst damit dauert es anderthalb Minuten einen 
Liter Wasser um nur ein Grad zu erwärmen.

[H. H. (Gast)]

Timm R. schrieb:
> Weiß jemand, wie das bei einem Generator im Kraftwerk ist? Wie weit
> neben der Leistungsanpassung liegt man da?

Ganz weit! Man will ja die teuer hergestellte mechanische Energie nicht 
unnötig verheizen. Der Wirkungsgrad liegt bei mehr als 98%.