Kann man einen Draht mit Strom kühlen ?
Angenommen ihr habt eine Stromquelle - mehr nicht (!) , wie bekommt ihr den Draht kühl ?
5 Antworten
Leider wird ein Draht immer warm wenn ein Strom durch ihn fließt, dies Äußert sich als Verlustleistung Pv und errechnet sich durch den Spannungsfall auf der Leitung Multipliziert mit der Stromstärke also DeltaU*I=Pv bzw Pv=DeltaU*I.
Allerdings bestimmt die Verlustleistung selber wie doof diese auch ist nicht wie heiß das Kabel ist, denn dafür ist die sogenannte Stromdichte interessant. Je mehr Strom durch den Leiter fließt, desto größer wird die sogenannte Stromdichte J. Also J=I/A Also Stromstärke pro Querschnitt. fließt ein Strom von 2 Ampere durch ein Kabel von 1,5mm^2 so beträgt die Stromdichte nach J=I/A=2A/1,5mm^2=1,3A/mm^2
wenn das Kabel dünner wird und wir nehmen ein 0,75mm^2 dann beträgt die Stromdichte demnach sogar 2,7A/mm^2. Das heißt der Strom pro Quadratmillimeter wird größer je dünner das Kabel wird was eben zu einer größeren Verlustleistung Pro Quadratmillimeter am Kabel führt und so schlussendlich das Kabel bei zu großer Stromdichte zum durchbrennen bringt.
Um das Kabel also trotz großer Stromstärke Kühl zu halten kann entweder der Querschnitt vergrößert werden also man nimmt einfach ein dickeres Kabel oder man sorgt für eine Kühle Umgebungstemperatur, sodass das Kabel sich nicht viel zu schnell aufheizt bzw. die entstehende Wärme durch Konvektion schneller an die Umgebung abgeben kann.
Bei der maximalen Stromdichte spricht man auch von der maximalen Strombelastbarkeit eines Kabels. Daher steigt also die Strombelastbarkeit eines Kabels auch, wenn die Umgebungstemperatur sehr gering ist. Das ist aber nicht das einzige, Kupfer z.b. ist ein sogenannter Kaltleiter was bedeutet, dass dieser bei kühlen Temperaturen den Strom besser leitet, als bei hohen Temperatur was ebenfalls bei der Strombelastbarkeit zu berücksichtigen ist, denn wenn der Strom besser geleitet werden kann bedeutet es, dass das Kabel einen kleineren elektrischen Widerstand haben muss was wiederum bedeutet, dass der Spannungsfall geringer wird und damit auch die Verlustleistung Pv die sich ja dann ja als Wärme äußert.
Das tut mir leid das daraus nichts wird aber für die physikalischen Gegebenheiten kann ich leider nichts :D freut mich dir weiterhelfen zu können :)
Da aufgrund der Physik in einem Draht immer Verlustwärme entsteht, gibt es keine Kühlung. Es sei denn, du arbeitest mit einem Supraleiter, aber dafür benötigst du dann mehr als eine Stromquelle.
Wozu brauchst du 2 Stromquellen fûr einen Supraleiter? ??
Wenn der Supraleiter Strom fűhrt kann man die Spannungsquelle sogar abklemmen und der Strom fliest weiter
Nach wie vor benötigst du eine Kühleinrichtung für den Supraleiter, das ist mehr als die eine geforderte Stromquelle.
So eng habe ich das interpretiert.
Eiswürfel in ein dünnes Küchenhandtuch und dann um den Draht wickeln.
Oder blaue Eispacks drauf legen. Drogeriemarkt, Apotheke.
an die frische Luft tragen (den Akku mußt du nicht mitnehmen)
Indem man den Draht kühlt
Vielen Dank für deine tolle Antwort.
Ich hatte eine Idee, doch leider fällt sie mit deiner Antwort ins Wasser :(