Grüße Euch, Frage, Wenn ich eine Batterie Lade, sagen wir eine 12 Volt Blei Säure Batterie. Die Spannung der Batterie liegt bei 12 Volt, Die Spannungsquelle lädt mit 14 Volt und kann 5 Ampere Strom liefern. Erste Frage, welche Faktoren würden hier den Ladestrom regulieren ? Der Interne Widertstand des Akkus (ich Wechsel besser mal zu Akku) dürfte doch sehr Gering sein (immerhin kann so eine Batterie im fast Kurzschluss fall über 200 amp liefern). Die Stromquelle kann maximal 5 Ampere liefern, das scheint mir ein begrenzender Faktor, warum lädt die Batterie aber nicht bis zum bitteren Ende mit 5 Amp, sobald die Spanungsdiffernz kleiner wird sinkt auch der Ladestrom. Wie kann ich das besser verstehen ? Steigt mit der Kapazität der Interne Widerstand an ? Falls ja weshalb ? Meine eigentliche Frage wäre aber die, Messe ich die Spannung in einer Schaltung, in welcher eine Batterie geladen wird, an der Batterien also auf + und - was bekomme ich dann angezeigt ? Die Ladespannung mit sagen wir 14 Volt oder Irgendetwas dazwischen und falls ja wieso ? Könnte der interne Widerstand der Stromquelle + der interne Widerstand der Batterie zu einem Spannungsabfall führen, wie zwischen zwei Widerstand ? Sry ich steh auf dem Schlauch und habe von Elektronik nur begrenzt Ahnung, seit nicht alzu fies, wir fangen alle mal an :D Hintergrund ist der, Messe ich bei laufender Lima am Auto die Spannung der Batterie, würde ich gerne wissen was genau bekomme ich eigentlich angezeigt. Wie sähe das als Schaltplan in forn von Widerständen aus bzw. weshalb sehe ich einen geringere Spannung als mit ohne Batterie. Dankeschön, guten Start in die Woche
Tim T. schrieb: > Die Spannungsquelle lädt > mit 14 Volt und kann 5 Ampere Strom liefern. Erstmal zum Ladegerät: wie kann die Spannungsquelle den Strom auf 5A begrenzen? Nehmen wir an, es würde eine Last von 1Ω anliegen, dann fließen 14A. Ohmsches Gesetz. Es bleibt ihr nur eine Möglichkeit, sie muß die Spannung auf 5V zurücknehmen. Das heißt, die 14V sind kein fester Wert. Genauso ist es mit dem Strom. Ist der Lastwiderstand 10Ω können nicht mehr als 1,4A fließen da 14V die höchste mögliche Spannung ist. Jetzt mal der Akku. Er hat einen Innenwiderstand. Man kann ihn so messen: zuerst den Akku offen messen, dann bekommt man die Spannung am Akku selbst, da bei einem Strom von 0 auch eine Spannung von 0 am Innenwiderstand abfällt (mal wieder Ohm). Dann die Spannung bei 1A Last am Akku messen. Jetzt bekommt man die Akkuspannung minus der Spannung am Innenwiderstand bei 1A. Jetzt legt man den Akku (z.B. mit 12V Leerlaufspannung) ans Ladegerät. Am Innenwiderstand liegt jetzt eine Spannung von 14V-12V also 2V. Ist der Innenwiderstand kleiner 0,4Ω müßten mehr als 5A fließen, das Ladegerät regelt also seine Spannung soweit runter, bis 5A fließen (ein Wert zwischen 12V und 14V). Steigt die Spannung des Akkus an, lädt er sich also auf, wird die Differenz der Spannungen kleiner, der Strom ebenfalls. Irgendwann ist der Zustand erreicht, wo der Innenwiderstand keinen Strom von 5A mehr zulässt. Ab jetzt bleibt die Spannung konstant, das macht das Ladegerät, und der Strom sinkt durch die kleiner werdende Spannungsdifferenz weiter ab. Ab einem minimalen Stromwert erklärt man den Akku für voll. Der Innenwiderstand ist nun leider keine Konstante, er hängt vom Ladezustand des Akkus ab. Das ändert aber an den obigen Überlegungen nichts, es führt nur dazu, daß die Ladekurven nicht mehr linear sind. MfG Klaus
Hallo, Du fragst hier bezüglich im Alltag gut beobachtbarer Beispiele, was da so passiert. Wichtig für Dich wäre das Verständnis idealer Spannungsquellen und idealer Stromquellen und deren real vorkommender Vertreter. Eine ideale Spannungsquelle hat in ihrem Inneren eine Quelle konstanter Spannung mit unendlich niedrigem Innenwiderstand. Man kann also im Kurzschlußfall unendlich viel Strom entnehmen. Das ist eine geniale Eigenschaft! Der Akku im Automobil kommt dieser Vorstellung bereits relativ nahe. Eine reale Spannungsquelle hat ebenfalls diese Quelle mit konstanter Spannung innen drin, aber in Reihe einen mehr oder weniger großen/kleinen Innenwiderstand, der sich aus dem realen Aufbau ergibt. Dieser Fall trifft eher auf das Ladegerät zu. Im Prinzip wird bei der Parllelschaltung aus Akku und Ladegerät der Akku gewinnen und die Spannung bestimmen können, die man an der Parallelschaltung mißt. Das gleiche ergibt sich wenn Du bei laufendem Verbrennungsmotor an den Batteriepolen mißt. Dann ist der Auto-Akku meistens schon gut voll und zeigt deutlich mehr als 14 V an, dabei fließt auch nicht mehr viel Strom hinein. Schließt Du z.B. nach Starthilfe einen leeren aber intakten Auto-Akku an, wirst Du merken, wie der Riemen pfeift und die Spannung deutlich unter 14V liegt. Die Ladeschlußspannung von 14 V bekommst Du in aller Regel nicht angezeigt, da immer noch geringfügig (im Einspritzer Benziner dürften es einige Ampere sein) Strom verbraucht wird. Bei einem Ladegerät kannst Du sie messen, wenn am Ladegerät die Klemmen offen sind, also kein Strom entnommen wird. Die ideale Stromquelle darf jemand anderes erklären... mfG
Tim T. schrieb: > Die Stromquelle kann maximal 5 Ampere liefern, das scheint mir > ein begrenzender Faktor, warum lädt die Batterie aber nicht bis zum > bitteren Ende mit 5 Amp Ich selbst bin nicht in der Lage diese Frage zu beantworten,da ich kein Chemiker bin.Der unten angegebene Link gibt sollte etwas Aufschuss darueber geben: Lies mal Chapter 6 https://www.powerstream.com/1922/battery_1922_WITTE/battery_WITTE.htm#toc
" Die Stromquelle kann maximal 5 Ampere liefern, das scheint mir ein begrenzender Faktor, warum lädt die Batterie aber nicht bis zum bitteren Ende mit 5 Amp, sobald die Spanungsdiffernz kleiner wird sinkt auch der Ladestrom. Wie kann ich das besser verstehen ?" Die Formulierung ist falsch, denn beim Ladegerät handelt es sich nicht um eine Stromquelle, sondern um eine Spannungsquelle. Das ist der gleiche Blödsinn, wie mit dem Knopf, denn man früher am Radio hatte und Lautstärkeregler nannte, denn der Knopf regelt nichts, er steuert. Er müßte Lautstärkesteller heißen. Nur wenn ein Mensch mit seinen dicken Fingern in die richtige Richtung dreht aufgrund seines Hörempfindens oder der Anweisung der Familienmitglieder, dann kommt es zu einer Regelung. Wäre da eine Stromquelle angeschlossen, würde tatsächlich bis 14 Volt immer 5 A fließen und dann müßte das Gerät abschalten. Real wird aber im herkömmlichen Ladegerät immer ein Trafo mit Gleichrichter drin sein, Elko braucht es nicht. Der Innenwiderstand des Trafos begrenzt die entnehmbare Stromstärke auf einige Ampere, je nachdem , was auf dem Gerät drauf steht. Also z.B. bei 10...11V dürften die 5 A etwa als Mittelwert heraus kommen. Im Kurzschlußfall dürfte es mehr sein, bis die Schmelzsicherung trennt. MfG
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Tim T. schrieb: > weshalb sehe ich einen geringere Spannung als mit ohne Batterie. Weil das Voltmeter in dem Fall einer welligen Spannung den Mittelwert anzeigt. Ohne Batterie ist die Welligkeit stärker und die Täler sind tiefer als mit Batterie, was zu einem niedrigeren Meßwert führt.
Wenn du einen normal entladene Starterbatterie an ein gewöhnliches Ladegerät anschließt, wird der maximale Ladestrom (den das Ladegerät vorgibt) nur für einige Minuten fließen und dann rasch absinken. Welche Ladestrom sich letztendlich ergibt, hängt sehr stark vom Akku selbst ab. Typischerweise kommt man auf 1/10C oder weniger. Ein 70AH PKW Akku würde demnach unter 7A fallen. Wenn ich an das gleiche Ladegerät den 14AH Akku meines Motorrades anschließe, ergibt sich ein Strom von weniger als 1,4A. In einem gewissen Rahmen regelt der Akku selbst den Ladestrom. Er nimmt sich so viel, wie er haben will. Aber am Anfang des Ladevorgangs kann der Strom sehr viel höher sein - schädlich hoch. Deswegen haben die Ladegeräte eine Strombegrenzung enthalten. Diese sollte zum Akku passend dimensioniert sein. Ein sehr starkes Ladegerät mit 12A maximal-Strom könnte den Akku meines Motorrades in den ersten Minuten schädigen. Deswegen habe ich für das Motorrad ein kleineres Ladegerät, dass maximal 2A liefert. Während es Ladens sinkt der Ladestrom immer weiter ab, bis auf ungefähr 1/100C (also 0,7A bei einem 70AH Akku). Wenn der Strom nicht mehr weiter sinkt, ist der Akku voll geladen. Primitive Ladegeräte haben daher sinnvollerweise ein Amperemeter eingebaut, oder eine LED, die an geht, wenn der Strom eine gewisse Schwelle unterschreitet. Daran kann man ungefähr erkennen, wann der Akku fertig geladen ist. Nun zur Spannung: KFZ Starterbatterien haben normalerweise etwa 12,6V Leerlaufspannung wenn sie voll sind und nach dem Laden einige Stunden geruht haben. Man kann sie dauerhaft mit 13,8V laden, das dauert aber lange (ca. 20 Stunden). Um einen leeren Akku schneller zu laden, gehen viele Ladegeräte auf etwas mehr als 14 Volt. Dadurch erhöht sich der Ladestrom und die Geschwindigkeit. Leider zerlegen die Batterien in diesem Zustand erheblich mehr Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff, als es beim Laden mit 13,8V der Fall wäre. In den Batterien befindet sich meist ein Katalysator, der diese beiden Gase wieder zurück in Wasser umwandelt. Der hat aber nur begrenzte Kapazität, deswegen soll man das nur kurzzeitig machen (nicht jeden Tag). Hier sind nachfüllbare Batterien im Vorteil, da man das verlorene Wasser einfach wieder auffüllen kann. 15V Ladespannung wäre auf jeden Fall zu viel, davon geht jeder (12V) Bleiakku kaputt. Genauere Details entnimmt man dem hoffentlich aber leider selten verfügbaren Datenblatt des Herstellers.
Tim T. schrieb: > Meine eigentliche Frage wäre aber die, Deine eigentliche Verwirrung ist aber die: Eine 12V Batterie hat mitnichtem immer 12V zwischen ihren Anschlüssen. Ein 14V Ladegerät hat mitnichten immer 14V zwischen seinen Anschlüssen. Grundsätzlich kann man die Auffassung vertreten: zwei mit einem Kabel verbundenen Punkte haben immer DIESELBE Spannung, es kann nicht an einem Ende 12V und am anderen Ende 14V gemessen werden. Hätte das Kabel einen so hohen Innenwiderstand dass so eine Spannungsdifferenz zu Stande käme, dann würde es entweder glühen, durchbrennen oder wäre eher ein Widerstandskabel. Die Spannung deiner Batterie steigt beim Laden von 12V bis 14V. Demnach MUSS die Spannung am Ladegerät (oder auch der Lichtmaschine) beim Anschluss der leeren Batterie auf 12V zurück gehen und wird dann simultan mit der Batterie auf 14V steigen. Daher heisst Ladegerät auch Ladegerat und nicht Netzteil. Bei einem 14V/5A Netzteil muss man damit rechnen, dass es, wenn ihm mehr als 5A abverlangt werden, entweder wegen Überhitzung kaputt geht, oder eine Sicherung auslöst, oder es wegen Übrlastung elektronisch abschaltet. Bei einem 14V/5A Ladegerät hingegen wird erwartet, dass es, wenn 5A erreicht oder überschritten werden, einfach mit der Ausgangsspannung runter geht, z.B. auf 12V, bis eben diese maximal 5 fliessen, ohne dass es kaputt geht oder abschaltet. Ein Netzteil ist kein Ladegerät (ein Labornetzteil mit einstellbarer Spannungs- und Strombegrenzung kann aber als Ladegerät verwendet werden). Rechne nicht damit, dass der Innenwiderstand vom Akku den Ladestrom begrenzt, auch nicht die Anschlussleitung. Es ist immer nur die Spannungsquelle, die 'nachgibt', ob Ladegerät oder Lichtmaschine.
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Ha, das war ja jetzt wirklich ziemlich Lehrreich. Hat man sonst gar nicht mehr so oft in deutschsprachigen Foren. Okay also danke schonmal an alle fürs Antworten, hab mir alles durchgelesen und glaube nun Gedanklich ein Stück weiter zu sein, verbuche das definitiv als Erfolg. 2 Rückfragen @ batman (Gast) Das verstehe ich jetzt nicht so ganz, ich ging von DC/Gleichstrom aus, war das ein Missverständnis mit der welligen Spannung oder übersehe ich da etwas ? @MaWin (Gast) Ja stimmt das Leuchtet irgendwie ein, jetzt wo du es sagst. Ich kann mir gut vorstellen das die Spannung nach Anlegen der Batterie, erst auf (um beim o.g Beispiel zu bleiben) sagen wir 12 V (Spannung der Batterie, Akku) "abfällt", (wobei ich glaube "abfallen" ist nicht das beste Wort an der Stelle) und dann mit Steigender Ladung der Batterie, ansteigt bis die Spannungs Differenz ausgeglichen ist. Ich stehe grade etwas auf dem Schlauch weshalb das so ist. Aber da Grübel ich gerne etwas, das hat noch nie Geschadet. Nur als Idee, kann ich mir das Szenario so vorstellen wie auf dem Bild ? Quasie die Innenwiderstände als Spannungsteiler ? (Fiktive Widerstands Werte, hab wie gesagt praktisch keine Ahnung, was wären eigentlich realistische Werte zb. "relativ" Leere Autobatterie Blei Säure Typ, ganz grob ?) Wie dem auch sei Danke schonmal, habt mir alle sehr geholfen
Tim T. schrieb: > Ich stehe grade etwas auf dem Schlauch weshalb das so ist. Weil der Akku voller wird, Ladung aufnimmt, und daher seine Klemmenspannung steigt.
Tim T. schrieb: > Das verstehe ich jetzt nicht so ganz, ich ging von DC/Gleichstrom aus, > war das ein Missverständnis mit der welligen Spannung oder übersehe ich > da etwas ? Nein, auch Gleichstrom/spannung ist nicht immer ganz ohne Wellen, eigentlich fast nie, besonders wenn sie durch Gleichrichten aus einer Wechselspannungsquelle (LiMa) gewonnen wird. Und diese Wellenspannung läßt sich eben nicht eindeutig vom Voltmeter anzeigen, also gibts da immer wieder Überraschungen. Eine angeschlossene Batterie bewirkt hier ein Anheben der Spannungstäler (auf ca. 12V), wodurch auch der (gemittelte) Meßwert steigt.
Hallo "Während es Ladens sinkt der Ladestrom immer weiter ab, bis auf ungefähr 1/100C" Ein kleiner Hinweis aus der Praxis: Sollte es zu diesen Wert (ganz grob kann auch 1/70C oder sogar 1/50C sein) nicht kommen, also trotz theoretisch voll geladener Batterie der Strom bei deutlich höheren 1/C Werten bleiben, oder trotz leerer Batterie und entsprechender Kapazität nur ein geringer Ladestrom fließen (passendes Ladegerät vorausgesetzt - aber niemand wird mit einen Ladegerät das 0,5A max liefert ernsthaft einen 100 Ah Akku laden wollen) ist leider von einen in der Praxis defekten Akku auszugehen. Sehr wahrscheinlich kann man mit einen "fast" defekten 12V 100Ah Akku theoretisch noch einiges machen wenn eine Last anliegt die vielleicht maximal 2,5A zieht, aber in wie weit das sinnvoll ist darf jeder entscheiden der mal so einen 100Ah Akku (als Beispiel) tragen durfte und entsprechenden Platz bereitstellen musste. 40kg Gewicht und 10dm³ Raumbedarf für vielleicht noch nutzbare 20Ah Kapazität (selbst bei den kleinen Strömen für solch eine Batterie) dürfte leicht Suboptimal oder um es deutlich zu sagen: Einfach nur dumm sein... Normalerweise wird ja passend zu Anwendung der Akku vorgegeben - bzw. sind überdimensionierte Akkus (z.B. autarke Solarversorgung) meist in Systemen die erstens hochwertige und leider sehr teure Akkutechnologien verwenden und die Ladegeräte sind schon etwas "cleverer" (hoffentlich eher die Entwickler und Nutzer) als der Lader aus der Autowerkstatt. Jemand
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