Hallo! Ich bin mit Google nicht so recht schlau geworden, wie man den Energieverlust bei einem Kupferdraht an die umgebende Luft berechnet. Was man findet, ist, wie man das bestimmt wenn die Luft eine bestimmte Strömungsgeschwindigkeit bereits hat. Ich möchte es aber für den Fall wissen, daß diese eigentlich ruht und nur in nächster Nähe um den Draht von diesem aufgeheizt, dann eine Eigenströmungsgeschwindigkeit annimmt. Und damit ein Energieverlust vom Draht an die vorbeiströmende Luft entsteht. Hat jemand Ideen zur Theorie oder kennt zufällig irgendwelche Meßkurven? Danke!
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Von einem Wärmeverlust würde ich sprechen, wenn ich Wärme leiten möchte. Du willst jedoch vermutlich elektrischen Strom leiten. Dabei wirkt der Innenwiderstand des Leiters. An ihm fällt aufgrund der Stromstärke Spannung ab. U=R*I I muss bekannt sein. R kannst du anhand des Querschnitts und der Länge des Leiters berechnen. Die Verlustleistung ist U*I Die Verlustleistung hängt (annähernd) nicht von der Umgebung ab. Annähernd deswegen, weil der Leiter sich dabei je nach Umgebung mehr oder weniger erhitzt. Der Innenwiderstand ist leicht Temperaturabhängig. Aber diesen Aspekt vernachlässigt man in der Regel.
Ich denke Abdul meint den Wärmewiderstand eines Drahts mit dem Radius r zu ruhender Luft.
Der Andere schrieb: > Ich denke Abdul meint den Wärmewiderstand eines Drahts mit dem Radius r > zu ruhender Luft. In dem Moment wo ein nennenswerter Strom fliesst ruht die Luft eben nicht mehr. Was er wahrscheinlich eigentlich meint: wie heiss wird der Draht bei x Ampere. Als ob das so einfach wäre. Draht spannen, Strom durchjagen, Temperatur messen. Georg
Georg schrieb: > Was er wahrscheinlich eigentlich meint: wie heiss wird der Draht bei x > Ampere. Als ob das so einfach wäre. Draht spannen, Strom durchjagen, > Temperatur messen. Und genau dafür hat er nach evt. existierenden Messungen gefragt. Ist doch legitim. Wenn jemand hier sowas parat hat oder weiss wo es steht spart er sich Arbeit. Das die Luft bei Konvektion nicht mehr ruht ist auch kler, aber er hat doch geschrieben dass er Tabellen für vorhandene Strömungen gefunden hat aber nicht für ruhende Luft wo die Umgebungsluft ruht und sich eine geringe Strömung erst durch die Konvektion ausbildet.
Das Stichwort ist freie Konvektion. Die Luft wird erhitzt -> die Dichte des Gases ändert sich -> das warme Gas steigt aufgrund des Dichteunterschiedes auf -> eine Strömung entsteht -> Wärmetransport findet statt. Wenn es wirklich von Interesse ist kann ich die Berechnung raussuchen. Johannes
Johannes schrieb: > Wenn es wirklich von Interesse > ist kann ich die Berechnung raussuchen. Da würdest du dich verdient machen, die Frage taucht hier öfters auf. Allerdings meistens nicht in Luft, sondern in Styropor beim Schneiden, aber vielleicht kannst du das ja auch liefern. Georg
Ja, das wäre interessant. Habe eine Meßreihe durchgeführt: Scheinbar ist der Wärmetransport direkt proportional zur Temperaturdifferenz. In nächster Nähe zum Draht vermute ich mal ne e-Funktion der Luftgeschwindigkeit. Und vermutlich ist es auch proportional zur Oberflächengröße des Drahtes. Aber aus welchen physikalischen Stoffkonstanten kann man es errechnen? Will man das für den Draht alleine machen, gibt es diese Konstanten und Gesetze recht einfach aus Wikipedia.
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Aus Incropera/DeWitt: Gemittelte Nußelt-Zahl für langen, horizontalen Zylinder: Nu_D = (0,60 + (0,387 * Ra_D^(1/6) / ((1 + (0,559 / Pr)^(9/16))^(8/27)))^2 Nu = h * D / lambda Ra = alpha g D^3 * deltaT / (ny * kappa) Nu ausrechnen und umstellen nach dem Wärmeübergangskoeffizienten h ([h] = W / (m^2 * K)).
Könntest Du bitte etwas erläutern, was die ganzen Größen bedeuten? So wie es ist komme ich damit jedenfalls nicht klar.
Das Ganz ist nicht ganz so einfach. Konvektion ist in erster Linie eine Sache der Umgebung. Liegt der Draht auf einer Oberflaeche, resp wie weit drueber. Liegt der Draht in einer Ecke, resp wie weit aus der Ecke heraus. Eigentlich sollte das Problem skalieren. Tut es aber nicht, wegen der Reynoldszahl. Stoemungsabloesungen gehen leichter wenn man Vibrationen auf dem System hat. Heisst, um auch nur in die Naehe einer Aussage zu kommen wuerd ich Versuche vorschlagen.
Der Draht wird immer 100% der Energie, die ihm in Form von elektrischer Energie zugeführt wird, an die Umgebung als Wärme abgeben. Die interessante Frage ist allerdings, wie viel Energie muss er speichern, damit die Temperaturdifferenz zwischen Draht und Umgebung groß genug ist, um ein Gleichgewicht zwischen aufgenommener Energie und abgegebener Energie erreicht wird. Also wie beim Kühlkörper den Wärmewiderstand ermitteln. Wenn kein Gleichgewicht erreicht werden kann kühlt der Draht ab oder brennt durch, je nach dem ob der Zufluss oder Abfluss größer ist. Gruß, dasrotemopped.
Genau, es kommt zu einem Gleichgewichtszustand solange der Draht nicht durchglüht. Ich weiß nicht so recht, ob das mit den Vorgängen beim Styroporschneiden direkt vergleichbar ist. Dort bewegt sich ja nichts. Bei meiner ursprünglichen Fragestellung sollte die Luftdichte (Funktion von Lufttemperatur) doch auch noch ne Rolle spielen. Hier meine Meßreihe für einen 50µm Kupferlackdraht einer Länge von 10cm und 8°C Lufttemperatur: Beschickt jeweils mit Konstantstrom I[A] U[V] 0,0 0,0 0,1 0,109 0,2 0,229 0,3 0,355 0,4 0,499 0,5 0,671 0,6 0,878 0,7 1,130 0,8 1,460 0,9 1,905 1,0 2,82 1,1 nach einigen Sekunden gerissen
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Abdul K. schrieb: > Hier meine Meßreihe für einen 50µm Kupferlackdraht Das ergibt überschlägig für 1 A eine Drahttemperatur von über 600 Grad - da der Draht bei etwas mehr Strom durchbrennt, ist das durchaus plausibel. Jetzt musst du nur noch eine Formel finden, wie man das auf 80 oder 150 µ starken Draht umrechnet... Georg
Offensichtlich PTC. Die Tragfaehigkeit is doch ordentlich fuer einen 50u Draht.
Hallo wird sowas eigentlich in der Praxis irgendwo tatsächlich berechnet? Scheint ja unter realen Umständen nahezu unmöglich zu sein? Eventuell im kontrollierten Laborbereich für irgendwelche Präzisionsanwendungen? Irgendwie scheint mir das einer der Bereiche der Technik zu sein in der Erfahrungswerte und Ausprobieren oder auch Hochrechnen der sinnvollste Weg ist. Praktiker
Wie schon erwaehnt, vergiss berechnen. Stell bei obiger Messreihe einen Lautsprecher vornedran. Dann koennen sich die thermischen Wirbel besser abloesen.
Oder D. schrieb: > Stell bei obiger Messreihe einen > Lautsprecher vornedran. Dann koennen sich die thermischen Wirbel besser > abloesen. Tschuldigung war nicht fertig. Ich wollte fragen welche Musik. Georg
Georg schrieb: > Jetzt musst du nur noch eine Formel finden, wie man das auf 80 oder 150 > µ starken Draht umrechnet... > Mein Ansatz ist bislang dies proportional zur Oberfläche umzurechnen. Der konstante Faktor ist halt durch die Messung empirisch ermittelt. Inwieweit das bei sehr viel dickeren Drähten noch haltbar ist, weiß ich nicht. Das Länge-Breite Verhältnis sollte natürlich passen - um den Randeffekt wo der Draht angelötet/geklemmt ist, nicht extra betrachten zu müssen. Erinnert irgendwie an die Lastverteilung und Durchhängen eines Stabes auf zwei Stützen ("Brücke"). Praktische Anwendungen gibts dafür schon, z.B. Hitzedrahtanemometer, Luftmassenmesser Auto. All die verwenden aber eine konstante Luftströmung, die von außen forciert ist. Damit unbrauchbare Formeln.
Ja, bewegen darf man sich während der Messung nicht. Gibt wilde Ausschläge. Könnte man als Mikro benutzen.
>Mein Ansatz ist bislang dies proportional zur Oberfläche umzurechnen.
Der konstante Faktor ist halt durch die Messung empirisch ermittelt.
Nee. Geht eben nicht. Fluiddynamische Probleme skalieren nicht. Wegen
der Reynoldszahl. Die besagt die Koernigkeit des Fluids.
Zu wenig Information! Ohne Hilfe geht es um Strahlung und Luftzirkulation. Dabei gehen ist erster Linie die Eigentemperatur und die der Umgebung ein. Bei Drahttemperatur = Umgebungstemperatur kannst Du die Wärm höchstens zu Fuß abtransportieren. Bei der Strahlung interessieren die eigene Oberfläche (Farbe und Struktur), und die der näheren Umgebung. Beispiel: Glattes Rohr vs. Heiz- bzw. Kühlkörper. Bei der Luftzirkulation die mögliche Strömungsgeschwindigkeit. Beispiel: Daseinsberechtigung des guten, alten Lüfters. Im Freien Raum bildet die Schwerkraft kaum Strömung aus, in einem Schlot sieht es schon anders aus. In einem schmalen Spalt sieht es wiederum mies aus.
Der Draht ist waagerecht in freier umgebender ruhender Luft. Die Strahlung wäre proportional zu T^4, wobei da alles auf absolute Temperaturen ausgerichtet ist. Da wird man für eine Temperaturdifferenz bei Raumtemperatur wohl eine Reihenentwicklung nach Taylor passend abbrechen?? Aus der Messung sieht man, daß Strahlung wohl keine Rolle spielt bei den "kleinen" Temperaturdifferenzen. Aber nur zu...
Nochmal zur von mir gezeigten Formel: Pr ist die Prandtl-Zahl, für Luft geh mal von Pr = 0,7 aus. Alpha ist der lineare Ausdenungskoeffizient von Luft, nimm mal den Kehrwert der mittleren erwarteten absoluten Draht-Temperatur (also in Kelvin) an. g ist die Erdbeschleunigung, also 9,81 m/s^2. D ist der Drahtdurchmesser in m. deltaT ist die Temperaturdifferenz in Kelvin zwischen Draht und Luft. ny ist die kinematische Viskosität von Luft. kappa ist die Temperaturleitfähigkeit (nicht Wärmeleitfähigkeit) von Luft. Für Werte von ny und kappa bin ich jetzt zu faul, für dich zu googeln :-) Für die Nußelt-Zahl fehlt noch lambda, DAS ist de Wärmeleitfähigkeit.
Dein Formeln sind nicht sonderlich lesbar. Geht es nicht besser darstellbar? Was ist z.B. die Zeile Ra = alpha g D^3 * deltaT / (ny * kappa) Da steht bei mir im Browser ein fettes g. Sorry, die mathematische Symbolik kenne ich nicht. Ist Nu_D das gleiche wie Nu ? usw. Im Zoo der Elementarteilchen der Thermodynamik bin ich mittlerweile hier angekommen. Das erscheint mir ein Ansatz. Aber erst heute Abend gehts weiter: https://en.wikipedia.org/wiki/Heat_transfer_coefficient#External_flow.2C_horizontal_cylinder
Oh sorry, die Formatierung ist hier etwas doof. Das g wurde nur fett, weil es zwischen zwei Sternchen stand und das Forum das als gewollte Fettnarkierung ansieht. Nu_D ist das selbe wie Nu. Es wird nur deutlich gemacht, dass die charakteristische Länge der Durchmesser ist. Die Rayleigh-Zahl ist (Alpha g D^3 deltaT) / (ny kappa) Leider sind Formeln im Nur-Text-Format immer etwas umständlich darzustellen.. Wenn noch Fragen sind, einfach melden.
Hi Karlibarli,
super, das hilft schonmal weiter! :-)
In der Gleichung für Nu_D hab' ich ein Problem mit der Klammerung, ich
nehme an, daß sie so lauten soll:
Nu_D = (0,60 + (0,387*Ra_D^(1/6) / (1 + (0,559 / Pr)^(9/16))^(8/27)))^2
\_/ \________/ \__/ \__/
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\_________________________________________________/
\__________________________________________________________/
Richtig? Dann deckt es sich jedenfalls mit der Gleichung für den
waagerechten Zylinder in
http://www.schweizer-fn.de/waerme/waermeuebergang/waerme_uebergang.php
Ra soll dann die Rayleigh Zahl sein, richtig?
Was ist denn der Unterschied zwischen Nu und Nu_D? Ist das das gleiche?
Dann wäre:
1 | Drahttemperatur, z.B.: |
2 | T_draht = 400 K |
3 | |
4 | Linearer Ausdehnungskoeffizient von Luft |
5 | alpha = 1/T_draht = 2.5*10^-3 1/K |
6 | |
7 | Erdbeschleunigung: |
8 | g = 9.81 m/s^2 |
9 | |
10 | Drahtdurchmesser, z.B.: |
11 | D = 50 um |
12 | |
13 | Umgebungstemperatur, z.B.: |
14 | T_amb = 300 K |
15 | |
16 | Temperaturdifferenz Draht-Umgebung: |
17 | deltaT = T_draht - T_amb = 100 K |
18 | |
19 | Dynamische Viskosität von Luft: |
20 | eta = 17.1*10^-6 Pa*s (nach https://de.wikipedia.org/wiki/Viskosit%C3%A4t, allerdings bei 273K) |
21 | |
22 | Dichte von Luft: |
23 | rho = 1.3 kg/m^3 (weiß nicht genau für welche Temperatur, aber bestimmt nicht für 400K, müßte man also eigentlich auch anpassen) |
24 | |
25 | Kinematische Viskosität von Luft (nach https://de.wikipedia.org/wiki/Viskosit%C3%A4t): |
26 | ny = eta / rho = 13.15 m^2/s |
27 | |
28 | Temperaturleitfähigkeit von Luft: |
29 | kappa = 20*10^-6 m^2/s (nach https://de.wikipedia.org/wiki/Temperaturleitf%C3%A4higkeit) |
30 | |
31 | Rayleigh-Zahl: |
32 | Ra = alpha * g * D^3 * deltaT / (ny * kappa) = 1.166*10^-9 |
33 | |
34 | Prandtl-Zahl: |
35 | Pr = 0.7 |
36 | |
37 | Nußelt-Zahl: |
38 | Nu = (0,60 + (0,387*Ra^(1/6) / (1 + (0,559 / Pr)^(9/16))^(8/27)))^2 = 0.3726 |
39 | |
40 | Wärmeleitfähigkeit Luft: |
41 | lambda = 0.026 W/(m*K) (nach https://de.wikipedia.org/wiki/Temperaturleitf%C3%A4higkeit) |
42 | |
43 | h = Nu * lambda / D = 194 W/(m^2*K) |
Soweit richtig? Und das ist jetzt der Wärmewiderstand bezogen auf die Drahtoberfläche? Also:
1 | Drahtlänge z.B.: |
2 | l = 1 m |
3 | |
4 | Drahtoberfläche: |
5 | A = l * pi * D = 1.571*10^-4 m^2 |
6 | |
7 | Vom Draht abgegebene Leistung: |
8 | P = h * A * deltaT = 3.05 W |
Richtig oder habe ich es vermurkst?
Ganz schön expandiert :-) Du kannst ja Gegenrechnen. Die Daten aus meiner Meßtabelle.
Hm. Bei 400K Drahttemperatur sowie 20° Umgebungstemperatur und 1m Länge kommt laut meiner Messung und meinem Proportionalitätsansatz raus: Verlustleistung 6,5W Ich kann natürlich auch noch mal ne Messung mit 1m Länge machen. Die Drahttemperatur kann ich aber nicht direkt messen, sondern nur indirekt aus den typischen Stoffkonstanten von Kupfer berechnen (Und die sind leider auch ziemlich variabel je nach Datenquelle).
Sorry, sind 8,3W. Hatte mich mit Kelvin verzettelt.
Zeit für einen Zwischenstand: Habe zwar nun einiges an Literatur gelesen, aber es fand sich nichts brauchbares. Einige Experimentalberichte anderer im Netz zeigen, daß meine Näherung durch Proportionen zur Temperaturdifferenz und Oberfläche halbwegs stimmt. Mittlerweile hat das Ding auch einen "Namen", da Newton das als Gesetz formulierte. Dann zur Prandl-Formel oben: Die liegt um den Faktor 2,5 falsch. Vielleicht funktioniert sie für Hauswände, hier jedenfalls in dieser Form definitiv nicht. Ich habe nur den 0,05mm Draht zu Hause. Bei dem weiß ich das er definierte Daten hat. Andere Drahtstärken habe ich zwar, aber nicht mit gesichertem Durchmesser. Messen ist schwierig. Ein Versuch auf dem Scanner war wenig erfolgreich. 1200dpi reichen nicht. Da brauch man wohl mindestens eine Mikrometerschraube. Falls also jemand ein paar verschiedene Drahtstücke mir schicken kann, damit ich weitere Messungen durchführen kann, wäre das sehr nett. Sagen wir mal halbe Meter, damit ich mehrfach bis zum Durchbrennen testen kann. Der Betreffende soll sich bitte bei mir melden. Im Gegenzug würde ich die Meßdaten hier rein stellen. Dann fand ich noch unter dem Begriff Widerstandsdraht eine nette Tabelle für verschiedene Drahtstärken und Temperaturen in Abhängigkeit vom Strom. Leider klappt es bei diesem Drahtmaterial absolut gar nicht mit dem Newtonschen Gesetz. Was ich nicht verstehe! Ich bin momentan der Überzeugung, daß der Ersteller des Datenblattes falsch gemessen hat. Ist auch schwierig, wenn der Draht nicht mal einen mm dick ist. Und auch indirekt nicht gemessen werden kann, da der Temperaturkoeffizient des Materials extrem klein ist. Vielleicht hat ja noch jemand Ideen, wie man die Drahtstärke mit Hausmitteln ziemlich genau feststellen kann.
Abdul K. schrieb: > Vielleicht hat ja noch jemand Ideen, wie man die Drahtstärke mit > Hausmitteln ziemlich genau feststellen kann. Widerstand des Drahts bei 20°C messen und querschnitt ausrechnen.
Abdul K. schrieb: > Vielleicht hat ja noch jemand Ideen, wie man die Drahtstärke mit > Hausmitteln ziemlich genau feststellen kann. Eng auf einen Spulenkern wickeln und den Abstand von 10 oder mehr Windungen messen. Georg
Hallo Abdul! Meiner persönlichen Meinung nach gehört wenigstens ein Meßschieber (Schieblehre) in jeden Haushalt, in dem auch nur ein bischen gebastelt wird. Welche mit leicht ablesbarer Digitalanzeige gibt es schon ab 15 Euro. Noniusablesung ist nicht jedermanns Sache. Wenn Du einen roten Gaslaser mit 632,8 nm hast, kannst Du die Drahtstärke auch über das Beugungsbild an der Wand ausrechen. Die Tabellen bei den Widerstandsdrähten sind garantiert nicht falsch gemessen, höchstens falsch abgeschrieben. Bei mehr als 150 Jahren praktischem Gebrauch wäre das bestimmt aufgefallen. Was üblicherweise mit Newtonschen Gesetzen bezeichnet wird, handelt von Kräften und Massen. Muß wohl ein anderer Newton gewesen sein. Kannst Du das mal mit Quelle posten? Immer dran denken: Im www.. kann man nur das finden, was einer mal hineingestellt hat. Leider ist auch viel irrsinniger Blödsinn dabei... Die Informationen von eingesessenen Firmen, die an die Industrie verkaufen, sind durchwegs verläßlich. Es gibt auch Fachbücher, die nur sehr selten Fehler beinhalten. Kannst Du Dein Problem nicht selbst durch Versuchsmessungen lösen? Gruß - Werner
Der Andere schrieb: > Abdul K. schrieb: >> Vielleicht hat ja noch jemand Ideen, wie man die Drahtstärke mit >> Hausmitteln ziemlich genau feststellen kann. > > Widerstand des Drahts bei 20°C messen und querschnitt ausrechnen. Problem: Es scheint Drähte verschiedener Leitfähigkeit zu geben. Damit ist dann auch der Durchmesser unterschiedlich und die Wärmekapazität gleich mit.
Werner H. schrieb: Naja, danke für deine Kritik. Wenn ich hier frage, habe ich bereits selber Stunden mit einem Problem zugebracht. Wer nicht fragt, bleibt dumm - also fragt man wenn man das Gefühl hat, der Input anderer bringt vielleicht etwas weiter. Zu eigenen Messungen: Hab ich doch oben - nur fehlen mir nun passende Drähte für weitere Tests. Meßschieber mit 0,01mm Auflösung habe ich, reicht aber nicht aus. Hier sind µm gefragt. Kannst du das mit dem Gaslaser genauer erklären? Habe einen, daher klingt das interessant. Die Widerstandstabelle fand ich hier: http://www.block.eu/de_DE/products/720977.htm Ich komme bei den 0,237A auf über einen Ampere. Der Widerstand bei 20°C kommt richtig raus, aber eben nicht der bei erhöhter Temperatur. Newton-Gesetz: Seite 6 Formel 3 im Anhang. Darin findet man auch einige Diagramme die für die Prandl-Gleichung interessant wären. Gehen aber nur bis 100°C.
Abdul K. schrieb: > Hallo! Ich bin mit Google nicht so recht schlau geworden, wie man den > Energieverlust bei einem Kupferdraht an die umgebende Luft berechnet. Was ist denn eigentlich das Ziel? - Oder anders gesagt: Wenn sich die Temperatur des Drahtes nicht mehr ändert, dann gibt er genau so viel Energie ab, wie elektrisch in ihm verheizt wird. Folglich könntest Du die die Energieabgabe, bei verschiedenen Temperaturen, über die Widerstandserhöhung feststellen. Die Widerstandserhöhung entweder ausrechnen oder nochmals extern kalibrieren. Gruß
Joachim schrieb: > Was ist denn eigentlich das Ziel? - Oder anders gesagt: Wenn sich die > Temperatur des Drahtes nicht mehr ändert, dann gibt er genau so viel > Energie ab, wie elektrisch in ihm verheizt wird. > z.B. ne Drahtsicherung berechnen zu können. Und zwar ihr vollständiges Verhalten. > Folglich könntest Du die die Energieabgabe, bei verschiedenen > Temperaturen, über die Widerstandserhöhung feststellen. Die > Widerstandserhöhung entweder ausrechnen oder nochmals extern > kalibrieren. > Genau so und deswegen wurde die obige Messung gemacht: Beitrag "Re: Wärmeverlust von Draht in Luft abschätzen" Nur geht das bei einem Widerstandsdraht eben wegen Temperaturbeiwert=0 nicht. In einem gut ausgerüsteten Labor könnte man die Längenänderung feststellen, was aber wiederum bei einem hauchdünnen Kupferdraht nicht geht. Der dehnt sich einmal und bleibt dann so. Irgendeine andere Idee kam mir bislang nicht.
Abdul K. schrieb: > Der dehnt sich einmal und bleibt dann so. Wenn er kalt wird, ist er wieder kürzer. Die Längenänderung kannst Du über den gemessenen Durchhang errechnen (Kettenlinie, cosh). Was mir auch unklar ist, wieso Du den Durchmesser aufs µ genau brauchst, da gehen doch noch viel mehr ungenaue Faktoren in die Formel ein. Allein die erste Luftschicht um den Draht ist schon schwammig. Dann müßtest Du den Draht auch noch alle 2 mm Länge im Durchmesser überprüfen und auf Rundheit testen. Die Zieheisen nutzen sich im Gebrauch ab und der Draht ändert Durchmesser und Rundheit. Aber das kümmert doch keinen. Bei Seilen von Freileitungen ist das noch schlimmer, die sind nur Punktweise gleich. Da genügt doch der Meßschieber locker. Gruß - Werner PS: Die Draht-Lasermessung arbeitet mit der Formel der Beugung am Spalt. Hat nicht die Meßschiebergenauigkeit, geht aber in den µ-Bereich (Spinnenfäden).
Eine Sicherung und die Waermeabgabe von Kupferdraht passen nicht zusammen. Man verwendet keinen Kupferdraht fuer eine Sicherung. Eine Sicherung ist normalerweise ein anderes Material. Kupfer ist vom Material her eigentlich nicht nicht elastisch, sondern plastisch. Ich wuerd annehmen, Temperaturzyklen mit Kupfer an die thermische Belastungsgrenze zermuerben das Kupfer vorzeitig. Die Sicherheit bei einer einer Sicherung ist marginal. Heisst, eine 1A Sicherung unter Dauerlast bei 1A kommt irgendwann. Die ist nicht fuer Lebensdauer unendlich spezifiziert. Es gibt das Schmelzintegral I^2*t. Bezeichnet die nicht skalierte Ueberlastfaehigkeit. Eine andere Eigenschaft einer Sicherung ist die Trennfaehigkeit. Wieviel Spannung und wieviel Strom mag eine Sicherung trennen. Beides ist nicht unendlich. DC ist da besonders schlimm. Denn ein DC Lichtbogen loescht fast nicht. Wenn man einen Kupferfaden mit genuegens Strom zum Verdampfen bringt hat man ein Plasma, das leitend und daher am Brennen bleibt. Deswegen sind DC Sicherungen besonders lang und teilweise mit Sand gefuellt, um die Waerme absufuehren. Ein Kupferfilm auf Glas ist auch nicht was man unter trennen versteht, der kann noch etwas (uA oder) so leiten. Vorstellbar waere auch ein Metall, das schnell zu einem Oxid oxifiert, das nicht mehr leiten kann. zB Aluminium. Wenn's denn kontaktierbar waere. Ich wuerd eine Publikation, Herstellermanual, usw.zu Sicherungen empfehlen. Das Thema ist komplizierter als auf den ersten Blick denkbar.
...ich habe mal eine defekte 10 kV/100 A-Sicherung zerlegt. Das Sicherungselement bestand aus versilbertem, gestanzten dünnen Messingblech in Zickzackform. Es war an vielen Stellen zerschmolzen, aber die Form noch sichtbar. Mehrere waren parallelgeschaltet. Alles in schönem feinen Quarzsand. Gruß - Werner
Klar, der Draht darf thermisch im Dauerbetrieb nicht zu sehr altern. Also würde sagen nicht mehr als auf 150°C bringen. Mit der Modellierung ist das nun abschätzbar, denn die Drahttemperatur kann man nicht mit normalen Mitteln direkt messen. Ab 300°C so bis 500°C gibts einen way of no return. Der Draht neigt dann dazu, ruck-zuck in Richtung Schmelzpunkt zu marschieren. usw. Leider geben die Hersteller nicht viel preis. Oder ich habe immer die falschen Suchbegriffe benutzt, da nicht vom Fach oder so. Also meiner Meinung nach komme ich mit Google momentan nicht mehr weiter und so forsche ich eben selber. Viel Auswahl an Materialien hat man nicht. Kupfer ist noch mit am angenehmsten. Es gibt dünne Drähte und es läßt sich löten. Die Lackschicht könnte auch die Langzeitstabilität verbessern, da weniger Sauerstoff rankommt. Durch die Experimente und marginalen Hinweise aus dem Netz habe ich zumindest nun schon deutlich mehr Gefühl für Sicherungen entwickelt, als man aus den Publikationen gängiger Hersteller entnehmen kann (aka Datenblatt). Mittlerweile hat sich da auch das Knopfpreis-Phänomen eingestellt. Soll sagen, die verkaufen deutlich zu teuer. Experimente: Eine Kfz-Flachsicherung mit Aufdruck 32V und 5A flog nach einigen Wochen an einem klassischen Kühlschrank-Kompressor mit 250W Nennleistung an 220V. Sie brannte sauber an der Trennstelle durch. Die Version mit 10A hält nun schon Wochen durch. Eigentlich ja die völlig falsche Sicherung. Wird als provisorium-Kurzschlußbrücke benutzt. Eine kürzlich geflogene Multimeter-Sicherung 10A flink 1000V (Ich glaub die Trennleistung war 100KA) hat intern auch nur einen schnöden Stanzdraht mit passender Engstelle (Querlochung durch Präzisionsstempel). Wenn ich mir dann ansehe, was die kosten. Uih.
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