Strom erzeugen mit Kupferspule?
Wie muss eine Kupferspule gewickelt sein, um am Ende möglichst viel Strom zu erhalten, also möglichst viel Ampere?
Benötigt man dafür dicken Draht oder dünnen?
6 Antworten
Es kommt da vor allem auf die Leistung an, die damit umgesetzt bzw.. erzeugt werden soll. Bei einem Generator ist dann auch noch die Umdrehungsgeschwindigkeit wichtig, diese hängt dann auch von der Quelle/Art der Energieumwandlung ab. Und die Baugröße entscheidet dann auch über den Durchmesser und die Länge der Spulen.
Also,
je mehr Strom desto mehr Querschnitt.
Also muss man aus einem dicken Lackdraht, eine ganz schön dicke schwere Kupferwicklung herstellen.
Da elektrische Energie ein Produkt aus Strom und Spannung ist, wäre es sehr rohstoffintensiv, mit niedrigen Spannungen zu arbeiten.
Zur Erzeugung werden elektromagnetische Felder benötigt. Und hier kommt es dann auf auch die Überträger an.
Selbst eine einfacher einzelner Draht erzeugt ein elektromagnetisches Feld, das dann für einen elektrischen Strom sorgt.
Heutzutage nimmt man Schaltnetzteile. Diese holen aus einer hohen Frequenz ihre Energie. Dazu benutzt man kleine dünne Wicklungen mit vielen Windungen. Das ganze findet so bei 16kHz statt.
Danach wird damit dann ein Kondensator gefüttert, der dann eine Gleichspannung abgeben kann.
Hansi
Eigentlich ist die Dicke egal. Sie beinflusst die Induktionsspannung und damit den Strom kaum. Nur insofern, dass ein dickerer Draht einen kleineren Widerstand hat. Aber in dem Moment, wo man auch einen Nutzer anschließt, fällt der Unterschied der Drähte nicht mehr ins Gewicht!
Klar, das stimmt schon. Allerdings reicht dafür 'normal dick' eben meist schon aus.
Naja normal dick ist nicht wirklich ein aussagekräftiger Ausdruck.
Wenn ich jetzt an ein Schweißgerät denke dann ist "normal dick" etwas anderes als wenn ich an einen Elektromotor denke.
Im Endeffekt sollte der Draht so dick wie notwendig und so dünn wie möglich sein.
Allerdings hängt die Beantwortung der Frage auch etwas davon ab wie die Induktion geschieht. Bei langsam drehenden Generatoren mit hohem Antriebsmoment sind viele Wicklungen und hohe Spannung von Vorteil, bei sehr schnell drehenden Generatoren kann es aber von Vorteil sein weniger Windungen zu verwenden um das Gegenmoment auf den Läufer bei hohen Strömen zu reduzieren.
Es ist eben immer eine Auslegungssache und ein Tradeoff zwischen vielen Faktoren.
In der Praxis stimmt das zwar, aber hier geht es eher um Theorie und Zusammenhänge, dazu von jemandem, der bei den Fachbegriffen nicht ganz sattelfest ist. Was nutzt es da über SpezialFälle zu philosophieren?
Die Spannung ist unabhängg von der Dicke und der Enfluss auf die Stromstärke ist in der Praxis gering, wenn der Draht dick genug ist und ein Nutzer dran hängt.
Nach Frequenz, Geschwindigkeit, Wickungszahl, Permeablität und Flussdichte hat der FrSt nicht mal gefragt, obwohl die relevanter wären.
Ist meiner Meinung nach kein Spezialfall sondern eben in der Auslegung von Generatoren sehr sehr relevant.
Wenns nur um die Erklärung der Induktion geht und wir von idealen Leitern ausgehen um es einfacher zu gestallten dann ist der Drahtdurchmesser natürlich nicht relevant.
Dicken Draht und weiter Kriterien je nachdem wie die Induktion in der Spule geschieht.
Könnte ich auch erst mit einer Spule mit dünnem Draht Strom mit einer hohen Spannung erzeugen, und diesen dann nochmal durch eine andere Spule mit dickerem Draht leiten, um eine höhere Apere Anzahl zu bekommen oder hebt sich dass dann gegenseitig auf?
Jein also du kannst zunächst eine Spule mit hoher Spannung wickeln und dann mit einem Transformator eben die Spannung runter und den Strom rauf transformieren.
Einfach nur den dicken Draht an den dünnen zu Klemmen bringt dir nichts.
Ah okay, würde es dann nicht auch gehen eine Spule mit Dünnem und Dickem Draht zu wickeln, so hätte man beide Bereiche aufgegriffen, die hohe Spannung und die Ampere?
Nein so funktioniert das nicht. Es sind bei begrenzter Eingangsleistung kontrahäre Faktoren. Also je mehr Spannung desto weniger Strom, je mehr Strom desto weniger Spannung.
Der Maximalstrom wird durch den dünnsten Drahtdurchmesser bestimmt.
Okay, und angenommen ich möchte mit dem erzeugten Strom aus dem Generator nun einen Akku aufladen, ist es dann besser eine höhere Spannung zu haben, oder mehr Ampere?
Kommt auf den Akku an. Einen Laderegler brauchst du außerdem dazu und der hat natürlich auch eine Einfluss.
In den meisten Fällen wird dir durch die Last am Generator eine Spannung und ein Strom vorgegeben und danach legst du dann den Generator aus.
Ampere hast du nicht einfach so. Wieviel Ampere gezogen werden, hängt zum einen von der Spannung ab, und zum anderen, wieviel die Last "will" oder "kann".
Könnte ein Trafo oder auch ein Netzgerät 10 Ampere liefern, aber die Last zieht keine 10 Ampere davon, dann passiert mit den "restlichen" Ampere nichts - das ist nur ein maximaler Wert vor dem Abrauchen oder Sicherung ansprechen. Genauso wie ein Auto, das 300 km/h fahren kann, trotzdem stadttauglich ist, wo es nur 30 oder 50 km/h fahren darf. Die restlichen 250 oder 270 km/h warten damit ja auch nicht, jetzt irgendwie auf die Strasse auszubrechen.
Möglichst dünn und möglichst viele Wicklungen
Nvm habs nicht richtig gelesen, mit mehr wicklungen hast du eine Höhere spannung, wenn du ampere willst musst du auf ein Dickeren draht setzen
Möglichst dünn stimmt hier nicht weil dir sonst bei hohem Strom die Wicklung abbrennt.
Also die Drahtdicke richtet sich Primär nach den Stromfluss und je höher der Strom desto dicker der Draht.
Je mehr Windungen desto höher die Spannung.
Könnte ich auch erst mit einer Spule mit dünnem Draht Strom mit einer hohen Spannung erzeugen, und diesen dann nochmal durch eine andere Spule mit dickerem Draht leiten, um eine höhere Apere Anzahl zu bekommen oder hebt sich dass dann gegenseitig auf?
Naja man muss den Draht so dick wählen dass er den Strom Problemlos leiten kann ohne dabei unzulässig heiß zu werden.