Gibt es ein Bauteil, das Strom nur in eine Richtung durchlässt?
Nehmen wir an ich stecke einen Stromstecker in eine Steckdose.
Die beiden Enden (also + und - Pol, oder wie es auch immer bei einem Strmanschluss zuhause heisst) dürfen nun nicht an einander geraten da ansonsten, wie wohl den meisten bekannt, ein Kurzschluss entstehen würde.
Wenn ich aber nun an beiden Enden mehrere Wiederstände anbringen würde, die den Stromfluss auf Minimum, sagen wir mal, einen Volt runterdrücken würden, würde die Kabel ja nur warm/heiß werden, wenn sie einanander geraten. So nun muss es doch aber auch bestimmt ein Bauteil geben, was man zwischenschalten kann damit der Strom nur in eine Richtung fließt. Oder wird einem Kurzschluss nur durch die Anbringung von Wiederständen vorgebeugt, weil berechnet wird was am Ende verbraucht wird?
Mir geht es um die Funktion eines Ladegeräts. Das muss doch auf eine Art gesichert werden, bei der Kurzschlüssen vorgebeugt wird.
4 Antworten
Das du hier Fragen stellst um dein Problem zu lösen ist verständlich und auch nicht zu beanstanden. Es gab ja auch schon eine sehr kurze Antwort bzw. eine recht lange Antwort.
Allerdings lässt deine Frage und die Art wie sie gestellt wurde erkennen, dass dir elementare Grundkenntnisse der Elektrotechnik fehlen. Falls du lediglich fragst um zu verstehen und dein Wissen zu erweitern ist das eine Möglichkeit. Was nicht funktionieren wird, ist dir eine praktikable Anleitung zu geben die du dann 1:1 umsetzen kannst.
Auch wenn ich hier nicht auf deine Frage direkt antworte, Strom der aus der Steckdose kommt ist Lebensgefährlich!
Ich könnte hier jede Menge Links posten, aber das ist nicht die Lösung.
Hier mal ein Beispiellink:
https://htl.moedling.at/fileadmin/_migrated/content_uploads/Grundlagen_der_ET_02.pdf
Der Einstieg setzt vernünftige Mathe-Kenntnisse voraus und dann findet der Weg über die Gleichstrom- zur Wechselstromtechnik statt.
Suche z.B. bei google nach „Einführung in die Elektrotechnik“ (Gleichstromtechnik/Wechselstromtechnik) und suche dir die am besten verständlichen Beiträge heraus.
Oh weia... In deiner Beschreibung passt gar nichts zusammen - ich versuche mal aufzuräumen:
Steckdose: Wechselstrom (daher kein Plus und Minus), stattdessen L und N, was hier jedoch unerheblich ist.
Spannung (Formelzeichen U, Einheit Spannung): befähigt elektrischen Strom zu fließen, bei Wasserleitung Analogie zu Druck.
Strom(stärke) (Formelzeichen I, Einheit Ampere): Angabe wie viel Ladungsträger fließen (bei Wasserleitung: wie viel Liter/s fließen)
Widerstand: R = U/I
Kurzschluss: zu kleiner Widerstand, heißt bei einer Spannung U fließt ein zu hoher Strom I...
==> Stromfluss wird in Ampere angegeben.
==> Im Normalbetrieb gibt es keinen Kurzschluss, weil der Widerstand nicht "zu klein" ist. Das ist auch ein Stück weit Auslegungssache - was für einen Computer schon als Kurzschluss gelten würde (z.B. 16A Stromverbrauch), ist für einen Durchlauferhitzer normal.
Stromfluss über Widerstand begrenzen: ungünstig, da dann viel (nutzbare) Energie am Widerstand verloren geht. Berechnung passt nur für eine Situation (z.B. für einen Verbraucher der 5V und 1A benötigt). Besser ist eine Art Sicherung. Also dass bei Kurzschluss einfach der Stromfluss eingedämmt wird, während er sonst ungehindert fließen kann. Dazu gibt es verschiedene Systeme... z.B. elektronische Strombegrenzung. (Es kann maximal der eingestellte Strom fließen, auch bei Kurzschluss. Dazu wird die Spannung elektronisch angepasst)
Diode: lässt Strom nur in Eine Richtung durch - damit lässt sich Wechselstrom in Gleichstrom umwandeln. Einen Kurzschluss verhindern kann diese nicht, da ja in eine Richtung trotzdem Strom ungehindert fließen kann.
Aufbau modernes Handynetzteil:
- Wechselstrom 230V -> Gleichstrom "320V" mit Dioden (genau genommen ca. 320V, wegen Sinusschwingung, Effektivwert 230V und 324V Spitzenspannung)
- Gleichstrom zerhacken in "Rechteck-Wechselspannung"
- mit Transformator transformieren (Spannung herunter setzen)
- "Rechteck-Wechselspannung" mit Dioden gleichrichten
- Spannung und Strom messen und anhand dessen Prozess aus Punkt 2 anpassen, sodass die gewünschte Spannung da ist oder nur ein maximaler Strom fließen kann (damit Kurzschluss nicht soo schlimm ist - dazu wird Spannung dann verringert)
Wobei Punkt 5 und Auswirkung bei Kurzschluss stark auf Qualität des Netzteils ankommt. ;)
Danke fpür die ausführliche Antwort.
Nehmen wir als Beispeil diesmal eine Wärmedecke die elektrisch betrieben wird.
Wenn ich alo sowas als model erstellen will, müsste ich wissen wieviel Strom benötigt wird um x Meter Kabel auf die gewünschte Temperatur zu erhitzen. Das kann sicherlich irgendwie errechnet werden (Kabelart, Durchmesser und so weiter), anschliessend müsste ich aber dennoch den Strom durchfliesen lassen ohne einen Kurzschluss zu erzeugen. Also der Strom der durchfliesst müsste so gering sein dass ein Kurzschluss nicht möglich ist aber noch Stark genug sein dass die Kabel warm werden.
Und ich würde gerne wissen wie sowas gebaut werden kann und berechnet werden kann. Im Idealfall könnte das ganze in eine Jacke gepackt werden die über USB gespeist wird.
Nein, du würdest "Kabelart, Durchmesser, Länge" so bestimmen, dass für 230V maximal z.B. 500 mA (entspräche dann 115W) fließen. Dann hast du per Definition keinen Kurzschluss. Wenn sich in der Decke dann das Kabel irgendwo berührt, fließt mehr und du hättest einen Kurzschluss. Aber für alles weitere müsstest du wirklich die Grundlagen anschauen... z.B. auf Youtube nach "simple mind club + Strom"... suchen. Hab gehört, dass soll gut und einfach erklärt sein... (z.B. https://www.youtube.com/watch?v=irh9kFv68sA)
Es gibt Tapellenbücher in denen der spezifische Widerstand einzelner Metalle aufgelistet wird, daraus kannst du dann errechnen wie viele Meter von dem oder dem anderen Draht du brauchst um die Temperatur zu erreichen. Die hochgenauen Messwiderstände sind so gemacht.
Jetzt zu deiner USB Idee im Prinzip machbar aber Wärme aus Strom braucht viel Energie sprich viele Watt/h was dein Akku über USB gar nicht zu verfügung stellen kann, ausser du trägst so ein 10 Kg Akku in der Tasche mit, für Motorradfahrer gibt es z.B. solche Handschuhe mit elektrischer Heizung.
Dahingehend war ja auch meine Idee. Das Ding soll primär über einen Zigarettenanzünder am Motorrad betrieben werden und wenn man zwischendurch absteigt über eine Batterie. Beduetet aber nicht das eine Batterie ein muss ist. könnte auch komplett über einen Zigarettenanzünder laufen. Wäre halt nur nett wenn es auch per Akku gehen würde für den Spaziergang zwischendurch.
Über das Spezifische des Heizdrahtes kannst du ausrechnen wie viel AH du brauchst und damit wie groß dein Akku sein muß aber es weden schon einige Gramm sein.
Also, wenn du ein Bauteil suchst, durch dass Strom nur in eine Richtung fließen kann, ist das eine Diode.
Danke sehr.. Also wenn ich nach den ganzen wiederständen eine Diode schalte kann der Strom keinen Kurzschluss mehr verursachen.
Wird den die stromspannung nach den Wiederständen mit der Zeit wieder stärker wenn er nicht verbraucht wird?
Es ist sehr schön, dass du dich mit der Elektrotechnik auseinander setzt, aber bitte schreibe nicht immer "Wiederstände"......es heißt Widerstand.
Nein, die Stromspannung wird nicht mehr stärker. Dazu müsste noch von woanders Strom kommen.
„…. den Stromfluss auf …. einen Volt runterdrücken würden..“ Au weija, das ergibt keinen Sinn. Du solltest Dich erst einmal mit den elementaren Grundlagen befassen:
Zunächst haben wir an den normalen Haushaltssteckdosen in Europa keine Gleichspannung mit Plus- und Minuspol, sondern eine Wechselspannung von 230 V und einer Frequenz von 50 Hz. Volt (V) ist die Maßeinheit der Spannung, dagegen ist Ampere (A) die Maßeinheit der Stromstärke. Die Stromstärke I ist gleich Spannung U/Widerstand R („Ohm‘sches Gesetz“, I = U/R ).
Wenn wir die beiden Pole der Stromquelle über einen Widerstand verbinden, schließen wir einen Stromkreis. Es fließt dann ein Strom von der Stärke U/R. Dabei kann sich je nach Stromstärke, Leitermaterial und Leiterquerschnitt mehr oder weniger Wärme entwickeln. Die Wärmeleistung (gemessen in Watt) ist dann U^2/R.
Von einem Kurzschluss sprechen wir, wenn der gesamte Widerstand im Stromkreis praktisch null ist. Dabei entsteht eine Stromstärke, die den Stromkreis zerstört bzw. die Leitungsschutz-Sicherung auslöst. Das geschieht keinesfalls beim Anschluss eines ordnungsgemäßen Verbrauchers (Der stellt ja einen Widerstand dar!), sondern bei der direkten, widerstandslosen Verbindung beider Leiter. Das geschieht gewöhnlich bei technischen Störungen oder bei manuellen Missgeschicken von Monteuren oder Bastlern.
Alles klar, oder noch Fragen dazu?
Ich werde noch mit einigen Fragen aufkommen.
Irgendwie ist mir nicht klar wie ich den Text von "kmkcl" (drei Beitragskisten über dir), deuten soll. Schau dir mal das Bild an das ich gepostet habe und schreib mir ob das Sinnmacht.
Ich fasse das einmal für heute Morgen kurz zusammen, das Bild suche ich späte:r
Nehmen wir einmal an, die Wärmedecke soll 100 Watt Wärmeleistung abgeben. Dann nimmt sie 100 Watt an elektrischer Leistung P auf. Das bedeutet, dass bei der üblichen Haushaltsspannung (in Europa) von 230 Volt nach Umstellung der Formel in meiner obigen Antwort P = U^2/R gilt: Widerstand R = Spannung U^2/Leistung P = 52900/100 Ohm = 529 Ohm.
Es muss nach diesen Vorgaben also ein Heizwiderstand von 529 Ohm eingesetzt werden. Rechnerische Gegenprobe: Stromstärke I = 230/529 A = rund 0,43 A. Leistung P = U mal I = 230 mal 0,43 Watt = 100 Watt.
Hier geht es schlicht um die Berechnung des für den vorgegebenen Zweck erforderlichen Widerstandes und genausowenig "um die Verhinderung eines Kurzschlusses" wie um die Verhinderung einer Währungskrise oder Rattenplage.
Alles klar?
Inzwischen habe ich Deine Zeichnung gefunden, ohne Frage, ohne Antwort oder verständlichen Kommentar. Irgend ein Sinn ist der Darstellung beim besten Willen nicht zu entnehmen. Ich wiederhole: Befasse Dich erst einmal mit den elementaren Grundlagen der Elektrotechnik, bevor Du uns derart völlig verworrene Botschaften zusendest!
Die Zeichnung zeigt einen Gleichstromkreis mit einer Reihe von Widerständen, Dioden und sonstigen Gleichrichtern. Dazu ein drahtumwickeltes Hemd aus dem Sommerschlussverkauf.
Widerstände leisten dem Stromfluss Widerstand, siehe Wiki "Ohm'sches Gesetz".
Dioden taugen als Gleichrichter oder auch als Leuchtmittel.
Gleichrichter im Gleichstromkreis sind so wirksam wie Obstkerne im Ohrloch.
T-Shirts taugem Sommer als Oberbekleidung und im Witter als Unterwäsche.
Hast Du jetzt dazu eine verständliche Frage, z.B. wie das Hemd zu entzünden ist? - Mit hinreichender elektrischer Leistung lässt sich das Hemd mit heißen blanken Drähten anzünden, ja, besonders bei Kunstfasern!
Ich hatte darauf gehoft das es ein wenig selbsterklärend ist.
Es sollen im Grunde genommen eine Art "Heizkleidung" (entweder Hemd oder Jacke, Oder vielleicht Jacke und Hose. Kann ja entsprechend mit Steckern erweitert werden) werden.
Der Bereich wo der Aku ist ist die Stromzufuhr. Kann also eigentlich auch ein Zigarettenanzünder sein. Nun denke ich aber gerade darüber nach, ob es wohl überhaupt möglich ist über einen Zigarettenanzünder soviel Strom zu ziehen, dass eine solche Kleidung geheizt werden kann.
Ich werde mal ein ausführlicheres Bild machen unter Beachtung der hier hinterlegten formeln und Infos. Dann werde ich erneut was posten.
Danke fürs erste.
Die Zigarettenanzünder im Auto sind gewöhnlich mit 10 A abgesichert. Damit ergibt sich bei der üblichen Spannung von 12 V eine maximale Leistung von 120 Watt. Das reicht erfahrungsgemäß gerade aus, um einige winzige Fasern Tabak-Feinschnitt zu entzünden. Und eine an der Spitze entzündete Zigarette ist keinesfalls eine "warme Zigarette", sondern eine Zigarette, die an ihrer Spitze entzündet wurde und genau dort heiß ist, wo sie gerade abbrennt, wenn sie hinreichenden Luftzug bekommt.
Der Heizwiderstand des Zigarettenanzünders kommt beim Anschluss an eine Spannung von 12 V bekanntlich zum Glühen. Damit lassen sich anstelle der Tabak-Feinschnitt-Fasern natürlich auch einige Nylon-Fasern am T-Shirt entzünden. Davon wird augenblicklich keinesfalls das Hemd zur "Heizkleidung". Es wird ausschließlich dort heiß, wo es abbrennt. Und mit dem Hemdenfeuer lässt sich ggfs. die Stube etwas anheizen.
Um Zigaretten oder Hemden mittels Stromquelle und Anschlussleitungen zu entzünden, braucht man also keine Dioden, Gleichrichter und Vorwiderstände (Wozu soll der ganze Unsinn taugen?), sondern ausschließlich einen Heizwiderstand. Dessen Berechnung habe ich bereits an anderer Stelle dargestellt.
Mit 100 W Leistung lässt sich durchaus auch eine kleinere Wärmedecke betreiben. Aber dazu taugt nicht (wie in Deiner Skizze) die Umwicklung der Decke mit einem Heizdraht. Bei der Technik würde sich bei niedriger Temperatur des Heizleiters die Wärme direkt in die Umgebungsluft verteilen, und bei höherer Temperatur würde sich die Decke entzünden. Die Temperatur erwärmter Körper ergibt sich hauptsächlich aus der zugeführten Wärmeleistung und der räumlichen Dichte ihrer Erzeugung.
Bei der Heizdecke muss also ein meterlanger Heizdraht die gesamte erzeugte Wärme bei niedriger Temperatur auf eine möglichst große Fläche verteilt und in die Decke eingenäht werden. Und darin staut sich die Wärme soweit auf, dass die Temperatur deutlich unter der Entzündungstemperatur bleibt. Dazu gibt es Sicherheitsmaßnahmen. Siehe Wiki "Heizdecke".
Zur Stromversorgung könnte der Zigarettenanzünder-Anschluss im Auto gerade hinreichen, falls der Handel Heizdecken für die Spannung von 12 V anbietet anstelle der üblichen 230 V. Für die Versorgung mittels Taschenlampenbatterien müsste man schon ein ordentliches Paket von Batterien zusammenschalten.
Also muss ich mir eine Art einleitung zu dem Thema besortgen. Was kann da empfohlen werden?