Hallo zusammen,
vielleicht kann mir jemand weiterhelfen?
Ich habe eine LED-Beleuchtung, die mit einem Netzteil betrieben wird. An
dem Netzteil ist eine Leitung ca. 1m und ein Hohlstecker. Aus dem
Netzteil kommen 1,5A bei 12V Gleichstrom = 18W.
Jetzt wollte ich die Leitung verlängern (durchschneiden, was dazwischen
klemmen/löten) und bin erstaunt, dass für die geringe Spannung bzw.
Leistung schon ein recht ordentlicher Querschnitt nötig ist (je nach
Länge der Leitung).
Ich habe mal einen Rechner bemüht, bei 5m Leitung (da muss ich ja 10m in
die Formel einsetzen, hin und zurück, oder?) und 3% Spannungsabfall sind
das schon 1,44mm²! Und ich dachte, ich kann da den dünnsten Klingeldraht
nehmen...
Jetzt mein Problem: Wenn ich das vorhandene Kabel durchschneide, sind ja
in der Strecke 2x 0,5m Kabel unbekannten Querschnitts, der dünner ist
als das, was ich berechnet habe. Wie verhält es sich mit diesen
Strecken?
Bringt ein dickerer Querschnitt in der Verlängerung vielleicht gar nix,
sondern es geht hier immer um das "schwächste Glied"? Oder macht es
einen Unterschied, wo ich das Kabel durchschneide? Besser nahe am
Netzteil, oder nahe am Stecker?
Kann es bei 1,5A und 12V überhaupt dazu kommen, dass bei zu kleinem
Querschnitt was schmort? Oder bleiben im schlimmsten Fall die LED
einfach aus?
Vielen Dank!
DeeWee schrieb:> Bringt ein dickerer Querschnitt in der Verlängerung vielleicht gar nix,> sondern es geht hier immer um das "schwächste Glied"? Oder macht es> einen Unterschied, wo ich das Kabel durchschneide? Besser nahe am> Netzteil, oder nahe am Stecker?
Beschäftige Dich mal mit der Serienschaltung von Widerständen.
DeeWee schrieb:> verhält es sich mit diesen Strecken?> Bringt ein dickerer Querschnitt in der Verlängerung vielleicht gar nix,> sondern es geht hier immer um das "schwächste Glied"?
Nein, die Summe.
Der Meter wird schon 3% haben, deine Verlängerung sollte möglichst 0%
bringen, na gut, sagen wir 1% zusätzlich.
Es sei denn, dein LED Netzteil liefert keine konstante Spannung, sondern
einen konstanten Strom. Dann gleicht dein Netzteil einfach den
Spannungsabfall aus, da wird noch Reserve für ein paar Meter dünnen
Draht sein.
Aber aus 12V 1.5A schliesse ich konstante Spannung, sonst stände da
1500mA 3-30V.
Hallo,
danke schon mal für die Antworten.
Reihenschaltung von Widerständen: Die Widerstände addieren sich, der
Strom ist überall gleich. D.h., ich muss die Widerstände der Teilstücke
addieren, und der Gesamtwiderstand muss dann gering genug sein für die
Gesamtlänge?
Ich weiß aber nicht, wie ich das richtig berechne.
Michael, wenn ich deine Hinweise nehme, dann müsste ich also in den
Querschnitt-Rechner 1% Spannungsabfall eingeben, dann habe ich bei 10m
Leitung, 12V, 1.5A dann 4,31mm² Querschnitt. Das wäre dann ok, wenn ich
das an meine 1m vorhandene Leitung anklemme?
Sorry, bin da etwas unbedarft, leider...
Ein wenig heller würde es wenn der Meter 0,5 auch etwas fetter würde.
Bei 10m Schmort nichts, die LEDs würden nur weniger hell.
Bei einem Kurzschluß am Ende würden 18W auf 10m verheitzt. Das reicht
kaum es zu spüren. ( zum Vergleich eine Heitzleitung mit 50W wird nur
leicht warm.)
Sind die Leitungen greifbar? Dann mal testen ob der Klingeldraht zu
wenig Licht macht und ob die teure 4qmm gegeüber dem 1,5 eine sichtbaren
Unterschied macht.
OK, vielleicht verstehe ich nun ein wenig mehr:
Mit dem Kupfer-Leitwert, der Länge und dem Querschnitt kann ich den
Leitungswiderstand ausrechnen. (Bei Teilstücken mit unterschiedlichem
Querschnitt muss ich die Widerstände addieren).
Mit dem Leitungswiderstand kann ich den Spannungsabfall bei gegebenem
Strom und Spannung ausrechnen.
Wenn ich die abfallende Spannung mal dem Strom nehme, habe ich die
Verlustleistung in Watt, richtig?
OK, da kommen Werte raus, da nehme ich an, wie A.H. auch schreibt, dass
da eigentlich nix zu warm werden kann.
Ich denke, ihr habt mir auf die Sprünge geholfen, vielen Dank!
Und guten Rutsch schon mal.
Ein Unterschied zwischen LEDs und Glühlampe ist, dass eine Glühlampe bei
recht niedriger Spannung noch glimmt, aber eine LED bei zu wenig
Spannung nicht mehr leuchtet. Also in dem Fall hier einfach probieren.
DeeWee schrieb:> Mit dem Leitungswiderstand kann ich den Spannungsabfall bei gegebenem> Strom und Spannung ausrechnen.
Kann man.
> Wenn ich die abfallende Spannung mal dem Strom nehme, habe ich die> Verlustleistung in Watt, richtig?
Es reicht der Strom. P = I^2 * R
DeeWee schrieb:> Und ich dachte, ich kann da den dünnsten Klingeldraht> nehmen...
Die Praxis zeigt oft etwas anderes, dank des ohmschen Gesetzes...
Solange der TO sich nicht mit URI beschäftigt, wird ihm das Ganze
auch nur ansatzweise etwas sagen...
oszi40 schrieb:> aber eine LED bei zu wenig> Spannung nicht mehr leuchtet.
Sie arbeiten ähnlich einer Z-Diode, die Spannung würde auf ca 9V fallen
und Leuchten noch bis in den µA Bereich erkennbar.
Mani W. schrieb:> Solange der TO sich nicht mit URI beschäftigt, wird ihm das Ganze> auch nur ansatzweise etwas sagen...
Ich versuche mal, das Lehrlingsgerecht zu beschreiben und hoffe, dass es
hilft:
DeeWee schrieb:> Ich habe mal einen Rechner bemüht, bei 5m Leitung (da muss ich ja 10m in> die Formel einsetzen, hin und zurück, oder?) und 3% Spannungsabfall sind> das schon 1,44mm²!
Internet-Rechner bemüht, ohne etwas zu verstehen - falscher Weg.
Kupfer hat einen Leitwert von 56, was bedeutet, dass 56 Meter 1mm² 1 Ohm
ergeben.
Bei 1,5mm² brauche ich also 84 Meter für 1 Ohm bzw. 56 Meter 1,5mm²
hätten nur noch 0,666 Ohm.
Im Gegensatz zu irgendwelchen Formeln kann ich mir das im Kopf gut
vorstellen und damit meinen Taschenrechner füttern!
Aus Strom mal Widerstand ergibt sich eine Spannung, jene, die Du an der
Leitung verlierst.
Mal rechnen, 1 Meter Kabel hat, doppelte Länge hast Du ja richtig
erkannt, 0,024 Ohm. Fünf Meter geben 0,12 Ohm, mal 1,5 Ampere verlierst
Du 0,18 Volt. Also 12 V rein und am Ende nur noch 11,88 Volt raus.
Davor ist noch die originale Leitung Deines Netzteils, vielleicht kommen
schon da unter Vollast nur 11,9 V heraus oder das Netzteil hat ohne Last
etwas mehr als 12 Volt - Messen!
Jetzt musst Du festlegen, bis zu welcher Spannung Dein Gerät noch
zuverlässig funktioniert und danach den Leitungsquerschnitt berechnen.
Vergiss die 3%. Diese werden in den Hausinstallationen immer wieder
herbeigeredet...
Bei deinen LED sollen 1,5A fließen. ich behaupte mal ganz frech, dass
bei deiner Anwendung, wenn es sich um einen Stripe handelt, immer 3LEDs
mit einem Vorwiderstand in Serie geschaltet sind. Hier ist es dann so,
dass die LED ca 9 - 9,5V bekommen(sollen) und der Rest am Widerstand
abfällt. Wenn da 0,2 oder 0,3V fehlen merkst Du das gar nicht. Na fast
und wenn dann nur im direkten Vergleich.
Zu deiner Leitung:
Angenommen Du schneidest bei deinem Staubsauger die Leitung ab. Diese
hat meist 0,75mm².
Dann weist diese einen Widerstand von 0,0175(Ω/m*mm²)*10m*0,75mm² =
0,131Ω auf.
Daran fallen bei 1,5A eine Spannung von 0,131Ω * 1,5A = ~0,2V ab.
Mach einfach und Gut ist. Wahrscheinlich wirst Du eh noch dimmen wollen.
Dann fällt alleine am Dimmer mehr Spannung ab...
Ein Unterschied zwischen LEDs und Glühlampe ist, dass eine
Glühlampe bei recht niedriger Spannung noch glimmt, aber eine LED bei zu
wenig Spannung nicht mehr leuchtet. Also in dem Fall hier einfach
probieren.
Der Vorteil des Zuleitungswiderstandes ist, dass er keine zu niedrige Spannung ist: würde die LED wegen des Spannungsabfalls nicht mehr leuchten, bräuchte sie auch keinen Strom und ohne Strom ist der Spannungsabfall in der Zuleitung 0, also bekäme die LED volle Spannung und leuchtet wieder.
In der Praxis wird es ein Ergebnis dazwischen geben: die LED leuchtet, nur halt dunkler.
Dabei spielt Leitungslänge keine Rolle. Wenn das Original-Kabel bei 1m ausreichend dick ist (bezüglich Wärme), dann kannst Du es auch 10, 100 oder 1000m nutzen.
Wobei bei den ganz großen Längen (in diesen Zusammenhang aber Realitätsfernen) aber in der Praxis weitere "Komische" Effekte auftauchen können und das auch bei Gleichstrom - bei Wechselstrom (schon bei 50Hz und weniger) wird es noch wesentlich "lustiger".
100m dürften da noch recht unkritisch sein - aber bei 1000m kommen Effekte und Beeinflussungen hinzu die für so manche Überraschung sorgen - besonders Nett ist es wenn diese Sporadisch und ohne Erkennbaren Grund auftauchen.
Im Hobby und selbst im Haushalt wird das "nie" von Belang sein - aber es sollte doch erwähnt werden....
Dabei spielt Leitungslänge keine Rolle. Wenn das Original-Kabel bei 1m
ausreichend dick ist (bezüglich Wärme), dann kannst Du es auch 10, 100
oder 1000m nutzen.
Jein.
Ein Cu-Leiter mit 1.5mm² hat pro Meter rund 10mΩ Widerstand; hin und zurück also 20mΩ. Bei 10A fallen da dann 200mV Spannung ab und man hat 2W Verlustleistung.
Dann sind es bei 10m 2V, bei 100m 20V und bei 1000m schon mal 200V.
Selbst bei den 10A Strom wird sich nichts unzulässig erwärmen (ausgerolltes Kabel), dass ein Problem entsteht - da hast du recht. Trotzdem fehlt mir nach 1000m viel zu viel an Spannung.
Ich will nur darauf hinweisen, dass "ausreichend dick bezüglich Wärme" zwar wichtig ist, aber meist nicht das alleinige Kriterium. Insbesondere bei kleinen Spannungen ändert sich ja bei gleichem Strom der Spannungsabfall nicht, aber die Differenz zum Sollwert ist auch schon bei kleinen Längen schnell zu groß.
In der Praxis wird es ein Ergebnis dazwischen geben: die LED leuchtet,
nur halt dunkler.
Genau so ist es. Die Leitung darf praktisch beliebig viel Widerstand haben, solange man "dunkler" akzeptiert.
I = (U1 - U2) / R
I: Ist der Strom, aus welchem sich die Helligkeit ergibt
U1: Spannung vom Netzteil
U2: Eine weiße LED hat typischerweise eine Flussspannung zwischen 3 und 3,5 Volt. Bei geringem Strom eher 3 Volt und bei hohem Strom eher 3,5 Volt. Aber es hängt auch vom Modell der LEDs ab.
R: Ist schwieriger denn du musst nicht nur die Leitungswiderstände zusammen addieren, sondern auch die Vorwiderstände des LED Leuchtmittels berücksichtigen. Ein 12 Volt LED Streifen mit 99 LEDs hat zum Beispiel 33 Widerstände mit je 100 Ω die parallel wirken, also insgesamt etwa 3 Ω.
Wenn wir mal bei diesem Beispiel bleiben, muss der Leitungswiderstand erheblich geringer als 3 Ω sein, damit die Verluste nicht auffallen. Sagen wir mal höchstens 1 Ω.
Trotzdem fehlt mir nach 1000m viel zu viel an Spannung.
Das ist der andere Effekt, den oszi aufbrachte und den Michael schon vor mir entkràftete: bei idealen LEDs spielt der Spannungsabfall keine Rolle. Er ist praktisch gleich und der höhere Widerstand begrenzt nur den Strom.
10x so lang heißt also nur im worst case: 10% licht.
