Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik einfacher Spannungsteiler


von Konny (Gast)


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Hi

Ich habe eine 24VDC Spannungsquelle und möchte daran 4 12V 55W 
Glühlampen betreiben. Die Idee jeweils 2 parallel und die beiden Paare 
anschließend in Reihe zu schalten, funktioniert ersteinmal ohnen 
Probleme.
Allerdings sobald eine Lampe defekt ist, brennt die andere parallel 
geschaltete aufgrund der höheren Spannung sofort durch.

Die Frage ist also, wie schaffe ich mit einfachen Mitteln einen 
zuverlässigen Spannungsteiler, der unabhängig von der Leistung immer die 
selben Spannungen (zumindest annähernd) ausgibt?

von Tester (Gast)


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Wenn Dir die Serienschaltung von 2 Lampen nicht genügt, wirst Du um ein 
Schaltnetzeteil nicht herumkommen.

von erklehr behr (Gast)


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Konny schrieb:
> Allerdings sobald eine Lampe defekt ist, brennt die andere parallel
> geschaltete aufgrund der höheren Spannung sofort durch.

Aber nur wenn du so blöd bist die "Spannungsmitte" beider
Reihenschaltungen zu verbinden.

von Michael (Gast)


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Das wird er wohl machen, damit er bei Ausfall von einer noch drei andere 
hat. Sonst würde ein Ausfall zu zwei erloschenen führen.

Ein Schaltnetzteil ist oversized, eine PWM würde reichen, dann können 
alle parallel geschaltet werden.

von Wühlhase (Gast)


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Naja...dann mußt du eine 12V-Spannungsquelle nehmen, geht nicht anders. 
Einen Abwärtswandler dazwischengeschaltet, fertig.

Sind die 24V zwingend, oder kannst du auf ±12V umsteigen?

von Murmeltier (Gast)


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Konny schrieb:
> brennt die andere parallel geschaltete aufgrund der höheren Spannung
> sofort durch.

Das ist physikalisch unmöglich!

von Teo D. (teoderix)


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Murmeltier schrieb:
> Das ist physikalisch unmöglich!

Kaltleiter!

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Michael schrieb:
> Das wird er wohl machen, damit er bei Ausfall von einer noch drei andere
> hat. Sonst würde ein Ausfall zu zwei erloschenen führen.
Aber wenn er es macht, dann leuchtet eben eine der drei restlichen 
ziemlich hell und die anderen dunkler, bis dann kurz darauf gar nichts 
mehr leuchtet.

Dagegen wären 2 dauerhaft weiterleuchtende Lampen doch viel besser 
besser...

Konny schrieb:
> Ich habe eine 24VDC Spannungsquelle und möchte daran 4 12V 55W
> Glühlampen betreiben
Wenn die 24V Spanungsquelle tatsächlich 24V ausgibt (und eben nicht 
alles zwischen 20V und 30V), dann könnte man 2 Power-Z-Dioden (**) mit 
z.B. 13V in Reihe schalten und und die Lampen parallel dazu. Dann steigt 
die Spannung über der bedrohten Lampe nicht über 13V. Allerdings muss 
der Transistor dieser Power-Z-Diode die dabei anfallenden >55W dann auch 
weggekühlt bekommen...


(**)https://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/powzen.htm

: Bearbeitet durch Moderator
von MaWin (Gast)


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Konny schrieb:
> Allerdings sobald eine Lampe defekt ist, brennt die andere parallel
> geschaltete aufgrund der höheren Spannung sofort durch.

Eher nicht.

Glühlampen, die kaputt gehen, brennen durch wie Sicherungen, die andere 
in Reihe geschaltete Glühlampe geht also einfach mit aus, bis du eine 
neue Glühlampe einbaust, dann geht sie wieder. Die beiden anderen 
Lampen, in Reihe geschaltet und zu diesem Strang parallel, bleiben 
unbeeinflusst.

Dein 'Problem' ist keines.

Bei 230V mit 2 x 115V Lampen könnte die kaputt gehende Lampe durch 
Zündung eines Plasma im Wolframdampf kurzfristig wie ein Kurzschluss 
wirken und daher die zweite mitnehmen, aber nicht bei 12V.

Wer 24V hat und 4 12V Glühbirnen versorgen möchte nutzt am Besten einen 
24V->12V step down Schaltregler. Der sollte eine Strombegrenzung haben 
damit er nicht den ganzen Kalteinschaltstrom der 4 parallel geschalteten 
Glühlampen, leicht 200A, liefern muss sondern nur 30A oder so, das 
schont auch die Glühlampen. Der Vorteil: geht eine kaputt, fällt nur 
diese eine aus, die andern 3 leuchten weiter.

von Peter M. (r2d3)


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Hallo Konny,

Konny schrieb:
> Ich habe eine 24VDC Spannungsquelle und möchte daran 4 12V 55W
> Glühlampen betreiben. Die Idee jeweils 2 parallel und die beiden Paare
> anschließend in Reihe zu schalten, funktioniert ersteinmal ohnen
> Probleme.
> Allerdings sobald eine Lampe defekt ist, brennt die andere parallel
> geschaltete aufgrund der höheren Spannung sofort durch.
>
> Die Frage ist also, wie schaffe ich mit einfachen Mitteln einen
> zuverlässigen Spannungsteiler, der unabhängig von der Leistung immer die
> selben Spannungen (zumindest annähernd) ausgibt?

Du schaltest 2 Glühlampen in Reihe und schließt diese an Deine 
24V-Spannungsquelle an.

Die verbliebenen 2 Glühlampen schaltest Du auch in Reihe und schließt 
sie auch an Deine 24V-Spannungsquelle an.

Wenn nun eine Lampe in einem der beiden Zweige ausfällt, fällt die 
andere in Reihe geschaltete Lampe auch aus, wird aber nicht zerstört.
Die anderen beiden in Reihe geschalteten Lampen leuchten auch weiter.

Bei Deinem Parallelschaltung passier folgendes:

Deine Lampen haben ca 60W, es fließt also ein Strom von 60W/12V=5A.
Daraus ergibt sich ein Widerstand von 12V/5A=2,4 Ohm pro Lampe.
Zwei parallel geschalte Lampen ergeben 1,2 Ohm.

Deine Parallelschaltung sieht im Normalfall so aus

+24 V  ------ 1,2 Ohm ----- 1,2 Ohm ------- Masse

Die Spannung von 24 Volt verteilt sich zu gleichen Teilen (jeweils 12V) 
auf die beiden Parallelgruppen.

Fällt nun eine Lampe aus, so steigt der Widerstand des verbliebenen 
Parallelzweig auf 2,4 Ohm:

+24 V  ------ 2,4 Ohm ----- 1,2 Ohm ------- Masse

An den 2,4 Ohm fällt nun 24V * 2,4 Ohm / 3,6 Ohm  = 16 V ab.
Die für 12 Volt gedachte Lampe wird mit 16 Volt überlastet und brennt 
dann auch durch, infolgedessen ist der Stromkreis unterbrochen und die 
beiden intakten Lampen leuchten auch nicht mehr.

: Bearbeitet durch User
von Axel S. (a-za-z0-9)


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Murmeltier schrieb:
> Konny schrieb:
>> brennt die andere parallel geschaltete aufgrund der höheren Spannung
>> sofort durch.
>
> Das ist physikalisch unmöglich!

Übung:

a) zeichne die Schaltung auf, die übrig bleibt wenn eine Glühlampe 
durchgebrannt (hochohmig geworden) ist.

b) rechne die Spannung aus, die an den übrig gebliebenen Glühlampen 
jeweils anliegt.

von Dyson (Gast)


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Du darfst nicht je zwei parallel schalten und diese dann in Reihe, 
sondern musst je zwei in Reihe schalten und die beiden Reihenschaltungen 
dann parallel.

von WePe (Gast)


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Peter M. schrieb:
> Die für 12 Volt gedachte Lampe wird mit 16 Volt überlastet und brennt
> dann auch durch

Dann müssten alle KFZ-Glühlampen ständig durchbrennen. 15 Volt und mehr 
sind keine Seltenheit bei AGM-Akkus und Rekuperation. Klar hat man auch 
noch Spannungsverluste bis zu den Fassungen, aber bei 16 Volt brennt 
eine 12 Volt Glühbirne nicht gleich durch. Verkürzte Lebenszeit da mehr 
Leistung und höhere Temperatur ist ok, aber nicht gleich durchbrennen.

von Robert K. (Gast)


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WePe schrieb:
> Dann müssten alle KFZ-Glühlampen ständig durchbrennen. 15 Volt und mehr
> sind keine Seltenheit

die genannten 24V sind wahrscheinlich auch keine genauen 24V, sondern 
die Spannung in einem 24V Bordnetz.

von H. H. (Gast)


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Es gibt auch 24V Glühlampen.

von Dyson (Gast)


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H. H. schrieb:
> Es gibt auch 24V Glühlampen.
Wow!

Da setze ich aber noch einen drauf: es gibt auch 12V Netzteile.

von MaWin (Gast)


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WePe schrieb:
> Dann müssten alle KFZ-Glühlampen ständig durchbrennen. 15 Volt und mehr
> sind keine Seltenheit

Wenn man Fachwissen hätte, wusste man, dass '12V' Gluhbirnen im Auto in 
Wirklichkeit für ihre 55W leistung bei 13.2V ausgelegt sind und dass die 
Zuleitung im Auto genau so dünn gewählt wird, das bei 
Generatorladespannung noch diese 13.2V an der Gluhbirne ankommen.

Aber wen interessiert schon Fachwissen wenn man einfach nur mal 
lospalavern will.

von WePe (Gast)


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MaWin schrieb:
> Wenn man Fachwissen hätte, wusste man, dass '12V' Gluhbirnen im Auto in
> Wirklichkeit für ihre 55W leistung bei 13.2V ausgelegt sind

Dumm daherlabern kann wirklich jeder. Du hast ja nichtmal verstanden, 
dass mein Argument deine Aussage unterstützt.

von Rüdiger B. (rbruns)


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Warum nimmst du keine KFZ Halogen mit 24Volt und 70 Watt?

von Wühlhase (Gast)


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Wenn es sich wirklich um Glühlampen handelt, dann stimmt das schon: 
Solange er keine Querverbindung zwischen den Parallelzweigen zieht, 
passiert da nix weiter.

Das mit den Glühlampen habe ich überlesen.

von Bernd (Gast)


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WePe schrieb:
> Dann müssten alle KFZ-Glühlampen ständig durchbrennen. 15 Volt und mehr
> sind keine Seltenheit bei AGM-Akkus und Rekuperation. Klar hat man auch
> noch Spannungsverluste bis zu den Fassungen, aber bei 16 Volt brennt
> eine 12 Volt Glühbirne nicht gleich durch. Verkürzte Lebenszeit da mehr
> Leistung und höhere Temperatur ist ok, aber nicht gleich durchbrennen.

Bei den 16 Volt bleibt es aber nicht. Die nun mit 16 Volt betriebene 
Lampe wird heißer und hochohmiger und die zwei mit 8 Volt betriebenen 
Lampen werden kälter und niederohmiger, so dass es im Endeffekt 
vielleicht noch 20 Volt an der einen und 4 Volt an den anderen beiden 
Lampen sind. Und 20 Volt sind dann wirklich zu viel.

Bernd

von Elektrofan (Gast)


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https://www.mikrocontroller.net/attachment/558826/24V.PNG

Diese interessante Schaltung konnte in

https://www.radiomuseum.org/r/kosmos_elektromann_130_versuche_2.html

nicht behandelt werden:
Es waren nur 2 Birnchen enthalten ...     ;-)

von Harald W. (wilhelms)


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Peter M. schrieb:

> Fällt nun eine Lampe aus, so steigt der Widerstand des verbliebenen
> Parallelzweig auf 2,4 Ohm:
>
> +24 V  ------ 2,4 Ohm ----- 1,2 Ohm ------- Masse
>
> An den 2,4 Ohm fällt nun 24V * 2,4 Ohm / 3,6 Ohm  = 16 V ab.
> Die für 12 Volt gedachte Lampe wird mit 16 Volt überlastet und brennt
> dann auch durch,

Ganz so einfach ist das nicht, weil Glühlampen ja keine ohmschen
Widerstände sind und der Widerstand stark spannungsabhängig ist.
Aber egal, die Schaltung des TEs ist so oder so nicht sinnvoll.

von Wolfgang (Gast)


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MaWin schrieb:
> Eher nicht.
>
> Glühlampen, die kaputt gehen, brennen durch wie Sicherungen, die andere
> in Reihe geschaltete Glühlampe geht also einfach mit aus, bis du eine
> neue Glühlampe einbaust, dann geht sie wieder. Die beiden anderen
> Lampen, in Reihe geschaltet und zu diesem Strang parallel, bleiben
> unbeeinflusst.

Lies noch mal.
Wenn eine durchgebrannt ist, liegt eine Glühbirne in Serie zu zwei 
parallel geschalteten und bekommt eine entsprechend höhere Spannung.
Die Schaltung mag ungeschickt sein, aber so hat Konny seine Verschaltung 
nun mal aufgebaut.

Und damit stirbt nach Tod der ersten ganz sicher auch gleich die zweite.

von Peter M. (r2d3)


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Hallo Harald W.,

Harald W. schrieb:
> Ganz so einfach ist das nicht, weil Glühlampen ja keine ohmschen
> Widerstände sind und der Widerstand stark spannungsabhängig ist.
> Aber egal, die Schaltung des TEs ist so oder so nicht sinnvoll.

und wo ist jetzt Deine Erklärung eines dynamisches Modells des 
Einschaltvorgangs unter Berücksichtung der Temperaturabhängigkeit der 
beteiligten Widerstände?

Wieviel davon würde jemand verstehen, der mit dem Thema Reihen- und 
Parallelschaltung von Widerständen noch nicht vertraut ist?

Wen eine Lampe statt mit 12V mit 16V betrieben wird, also einer 
Überspannung von (16V-12V)/12V= 4V/12V ~= 33% bzw. einer relativen 
Leistung von (4/3)^2=16/9 ~= 1,77, also 77% zusätzlicher Leistung, 
reicht das zum Kaputtgehen bzw. als Erklärung nicht aus?

Einfach nur herummosern gilt nicht, Du musst schon die harten Fakten auf 
den Tisch legen - und auch so, dass Konny das versteht...

: Bearbeitet durch User
von Günter Lenz (Gast)


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von Konny  schrieb:
>der unabhängig von der Leistung immer die
>selben Spannungen (zumindest annähernd) ausgibt?

Zwei Transistoren NPN PNP wie bei einen Gegentaktverstärker
zusammenschalten, beide Emitter zusammen, beide Basis
zusammenschalten und einen Spannungsteiler 1/2 Betriebsspannung
an Basis anschließen. An Emitter ist dann 1/2 Betriebsspannung,
nicht genau aber (zumindest annähernd).

von alles easy (Gast)


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Günter Lenz schrieb:
> Zwei Transistoren NPN PNP wie bei einen Gegentaktverstärker
> zusammenschalten, beide Emitter zusammen, beide Basis
> zusammenschalten und einen Spannungsteiler 1/2 Betriebsspannung
> an Basis anschließen.

Hört sich einfach an, aber wenn eine Lampe kaputt ist, muss ein 
Transistor 55W verheizen, damit die Spannung stimmt. Das wird wes 
größeres.

von Peter F. (toto)


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Wühlhase schrieb:
> Wenn es sich wirklich um Glühlampen handelt, dann stimmt das schon:
> Solange er keine Querverbindung zwischen den Parallelzweigen zieht,
> passiert da nix weiter.
>
> Das mit den Glühlampen habe ich überlesen.

Oh je, alle reden aneinander vorbei.

Konny schrieb:
> Ich habe eine 24VDC Spannungsquelle und möchte daran 4 12V 55W
> Glühlampen betreiben. Die Idee jeweils 2 parallel und die beiden Paare
> anschließend in Reihe zu schalten, funktioniert ersteinmal ohnen
> Probleme.

Sehr schön.

Konny schrieb:
> Allerdings sobald eine Lampe defekt ist, brennt die andere parallel
> geschaltete aufgrund der höheren Spannung sofort durch.

Was allerdings nur passiert, wenn man wie auf "Wühlhases" Zeichnung, 
eine Querverbindung zieht.

Konny schrieb:
> Die Frage ist also, wie schaffe ich mit einfachen Mitteln einen
> zuverlässigen Spannungsteiler, der unabhängig von der Leistung immer die
> selben Spannungen (zumindest annähernd) ausgibt?

So wie auf Wühlhases Zeichnung. Das möglichst viele Lampen leuchten war 
ja nicht die Aufgabenstellung?

von zweiring (Gast)


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Der grundlegendste Fehler ist natürlich die Querverbindung bzw.

Konny schrieb:
> jeweils 2 parallel und die beiden Paare
> anschließend in Reihe zu schalten

Wie Dyson sagte müßte das wenigstens umgekehrt (siehe Zeichnung
von Wühlhase).

H. H. schrieb:
> Es gibt auch 24V Glühlampen.

Das wär wohl zu einfach.

Die einzige andere Option, die nicht im Fehlerfall oder sowieso
andauernd unnötig hohe Verlustleistung erzeugte wäre Nutzung von
24V-zu-12V DC-DC-Wandlern (wie MaWin sagte entw. im passenden
Leistungsbereich mit fest ca. 4,5-5A Strombegrenzung oder aber
welche mit bzgl. genauem Strom einstellbarer CC/KSQ Funktion).

Nicht ganz billig - nicht mal vier "billigst" CC fähige Module.
(32-36VDC U_ein(min), Stromangabe darf gern >> als tatsächlich
gefordert weil kein Verlaß auf diese Angabe, also eher 4 x "10A
Modul"?)


Konny schrieb:
> Ich habe eine 24VDC Spannungsquelle und möchte daran 4 12V 55W
> Glühlampen betreiben.

Warum und wozu genau überhaupt, bitteschön? Und woher kommen
überhaupt diese 24VDC genau?

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Peter F. schrieb:
> Wühlhase schrieb:
>> habe ich überlesen.
> Oh je, alle reden aneinander vorbei.
Du kannst aber echt gut von einem auf alle extrapolieren...

Sonst wurde ja schon alles gesagt, wenn auch noch nicht von jedem.

Ich stelle mir übrigens auch den Einschaltaugenblick recht spannend vor, 
wenn die Glühbirnen aus unterschiedlichen Chargen oder gar 
unterschiedliche Typen sind und nicht ganz gleichzeitig aufheizen. Auf 
jeden Fall geht dann eine Lampe mit allerhöchster Wahrscheinlichkeit 
beim Einschalten kaputt.

zweiring schrieb:
> Und woher kommen überhaupt diese 24VDC genau?
Ich habe den strammen Verdacht, dass da nichts mehr kommt.

von Elektrofan (Gast)


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> Ich stelle mir übrigens auch den Einschaltaugenblick recht spannend
> vor, wenn die Glühbirnen aus unterschiedlichen Chargen oder gar
> unterschiedliche Typen sind

Autobirnen sind wohl ziemlich robust (bzw. für mehr als 12 V gebaut),
die Spannung beträgt ja nicht immer diese 12,00 V. -

Und: Selbst bei ideal-gleichen 4 Lampen (2*2 in Reihe und die parallel) 
flössen beim "harten" Einschalten anfangs über 60 A, das setzt schon
ein etwas stärkeres Netzteil voraus ...

von Karl B. (gustav)


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Lothar M. schrieb:
> Ich stelle mir übrigens auch den Einschaltaugenblick recht spannend vor,
> wenn die Glühbirnen aus unterschiedlichen Chargen oder gar
> unterschiedliche Typen sind und nicht ganz gleichzeitig aufheizen.

Ja, so kann das aussehen:
Lampe links 12V, 0,1A , rechts 10V, 0,2A. In Reihe
Gesamtspannung aber nur 16V.
Wie das bei 24V aussähe, kann man sich leicht ausmalen.

ciao
gustav

von Manfred (Gast)


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Elektrofan schrieb:
> Selbst bei ideal-gleichen 4 Lampen (2*2 in Reihe und die parallel)
> flössen beim "harten" Einschalten anfangs über 60 A,

Na und? So sind Glühfadenlampen eben.

> das setzt schon ein etwas stärkeres Netzteil voraus ...

Ein passendes Netzteil! Wenn es bei etwa 12..15 Ampere begrenzt, bekommt 
man ein schonend weiches Einschalten. Kaufst Du hingegen ein 
10A-Netzteil mit harter Abschaltung, "Hiccup mode", kann es sein, dass 
Du die Lampen nicht an bekommst.

Karl B. schrieb:
> Ja, so kann das aussehen:
> Lampe links 12V, 0,1A , rechts 10V, 0,2A. In Reihe

So sieht ein schlechtes Video mit null Aussagekraft eben aus. Es ist für 
diese Frage am Thema vorbei:

Konny schrieb:
> möchte daran 4 12V 55W Glühlampen betreiben

Das klingt eindeutig nach gleichen Lampen.

von Horst G. (horst_g532)


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WePe schrieb:
> mein Argument

Dummerweise hattest du gar kein Argument geliefert, sondern nur dumm 
daherpalavert, wie von MaWin bereits festgestellt.
Denn "12V-Glühbirnen" für Kfz-Anwendung sind – Überraschung! – andere 
Produkte als "12V-Glühbirnen" für Heimanwendung, ergo herstellerseitig 
vollkommen anders spezifiziert, damit nicht vergleichbar.
Ansonsten könnte ich auch behaupten, mein Lambo schafft 300km/h+ 
(horizontal und aus eigener Kraft), ergo muss das jeder Dacia auch 
können. Gleiches Niveau wie dein "Argument".

von Karl B. (gustav)


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Manfred schrieb:
> Karl B. schrieb:
>> Ja, so kann das aussehen:
>> Lampe links 12V, 0,1A , rechts 10V, 0,2A. In Reihe
>
> So sieht ein schlechtes Video mit null Aussagekraft eben aus. Es ist für
> diese Frage am Thema vorbei:

Lies erst den Thread von @Lothar, bevor du hier rummeckerst.
Lothar M. schrieb:
> Ich stelle mir übrigens auch den Einschaltaugenblick recht spannend vor,
> wenn die Glühbirnen aus unterschiedlichen Chargen oder gar
> unterschiedliche Typen sind und nicht ganz gleichzeitig aufheizen.

Beitrag "Re: einfacher Spannungsteiler"
Darauf bezog sich das Video.

ciao
gustav

: Bearbeitet durch User
von Elektrofan (Gast)


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Zusammengefasst:
1.) Die Autobircnchen mit 12V 55W sind für Autos gedacht,
    damit brennen sich vermutlich auch bei 14V nicht gleich durch?
2.) Die 4 Birnchen sind vermutlich zusammen gekauft;
    haben aber trotzdem Toleranzen! (Nit mööglich?)  ;-)
3.) Der Einschaltstrom an 'harten' 24 V wäre über 60 A ...

Meine Erfahrung von ein paar Jährchen besagt:
Wenn das betreffende Netzteil das Einschalten überlebt, leuchten auch 
die
Lämpchen länger (wenn die parallelen Zweige keine Querverbindung 
haben!).

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