Kondensator & Energieverbrauch

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2 Antworten

Das kann man fast gar nicht ausrechnen.

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Näherungsweise kann man das so rechnen:

2V und 0,2W also 0,1A bzw. 100mA Strom.

Voll an kann man die LED als einen Widerstand betrachten der R=U/I = 2V/0,1A = 20 Ohm hat.

Die LED "klaut" pauschal 2V wegen ihrer Knickspannung. Es müssen also im Vorwiderstand 3,5V vernichtet werden. R = U/I = 3,5V/0,1A = 35 Ohm.

Zusammen hat man also 55 Ohm belastung wenn die LED volle Helligkeit hat.

Die Zeit die Ein Kondensator entlädt wird in "Tau" gerechnet. Ein "Tau" (τ)sind 63% der Ladung. 2τ sind 63% von den vorhergehenden 63% also 86% Entladung. Bei 5τ gilt der Kondensator als "leer" denn er hat über 99% seiner Ladung abgegeben. 1τ passt hier sehr gut, denn nach 1τ hat der Kondensator noch etwa 2V und die LED kann nicht mehr wirklich leuchten.

τ = R x C

Also τ=55 Ohm x 0,1F = 5,5 Sekunden.

Das wäre wenn die LED konstant wäre. Da der Strom aber nicht linear ist und stark absinkt über die Zeit, wird auch das Entladen immer langsammer. Hier kann man für hohe Helligkeit etwa das doppelte ansetzen. Die LED wird also 10 Sekunden recht hell leuchten und dann sehr stark an Helligkeit verlieren. Da am Ende nur noch ein kleiner Leckstrom fließt, wird die restspannung noch sehr lange gehalten und die LED funzelt ganz schwach für eine sehr lange Zeit weiter. Aber brauchbar sind leider nur die ersten ca. 10 Sekunden, vielleicht 20s. Aber mehr als eine Minute kann man da nicht erwarten.

Um die Helligkeit konstant zu halten und weder Strom beim entladen zu verschwenden noch auf die Restladung des Kondensators zu verzichten, braucht man einen Spannungswandler.

Einen LED Spannungsqwandler zum selber basteln sehr schön erklärt findet man hier:

http://www.b-kainka.de/bastel36.htm


Übrigens, diese Hochkapazitätskondensatoren "gehen hoch wie eine Bombe" wenn man die zu weit auflädt, also deren Nennspannung deutlich überschreitet. Am besten schaltet man eine 5.3V Z-Diode parallel, die verschwendet überschüssige Ladung und verhindert, dass sich der kondensator auf über 5,3V aufladen kann. Unterhalb dieser Spannung ist die hochohmig, es fließt praktisch kein Strom. Hier wird also nur im "Notfall" verschwendet.

wow ... Da ist die Frage nicht nur beantwortet, da lern ich sogar noch was :D

Dankeschön!

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@Trollkicker008

Die Schaltung in ihrer geplanten Version kann übrigens auch nützlich sein.

In einem Vogelzimmer hat man das Problem dass die Vögel irgendwo sind, bei Dunkelheit aber an ihren Lieblingsschlafplatz sein wollen. Macht man das Licht einfach aus, versuchen die unter Umständen im Dunkeln zu fliegen.

Ich habe 4x 1F Kondensatoren benutzt. Je zwei in Reihe und beide Reihenschaltuingen parallel. Damit bekommt man 1F mit 10V. (Zwei in Reihe habliert die Kapazität, daher 2x2). Da die Kondensatoren Fertigungstoleranzen haben kann es passieren dass einer in der Reihe nur 4V bekommt, der andere dafür aber 6V und platzen würde. Daher hat jeder Kondensator eine eigene 5.3V Z-Diode parallelgeschaltet. Ist der eine Kondensator der Reihe vorzeitig "voll", leitet seine Diode den Ladestrom direkt in den anderen. Beim Entladen würde der "schwächere" Kondensator von seinem Partner in der Reihe rückwärts entladen. Aber auch hier hilft die Z-Diode. In der anderen Richtung (also Vorwärts) leitet die bereits bei ca. 0,6V, leitet also den Entladestrom des stärkeren Kondensators um den schwächeren herum und verhindert so eine Verpolung.

Dadurch habe ich 10V und 1F in der Kondensatorbank. Angeschlossen sind ein mal 3 weisse LEDs mit 20mA in Serie und ein mal 2 LEDs (auch 20mA) in Serie.

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@Trollkicker008

Ein kleiner Trafo der an der Lampe angeschlossen ist lädt die Kondensatoren auf. Da die LEDs dauernd belasten und der Ladestrom so klein ist, dass die Z-Dioden die überschüssige Leistung verbrauchen können dauert es ca. 45 Minuten bis die Kondensatoern voll sind.

Schaltet man jetzt den Strom aus, geht die Lampe aus, aber die LEDs leuchten weiter. Hell genug, dass die Vögel noch fliegen können únd sich "Bettfertig" machen können.

Etwa 5 Minuten lang reicht die Helligkeit noch zum fliegen, dann schwächelt die 3-er Reihe aus LEDs stark da die die höchste Gesamtknickspannung hat. Die 2er Kette leuchtet noch recht hell weiter. Nach ca. 2 weiteren Minuten begint die 2er Kette ebenfalls stark zu schwächeln. Das Licht reicht nur noch um im Käfig herunzuklettern bzw. noch was zu trinken oder zu essen.

Sind ca. 15..20 Minuten rum, dann glimmen die 5 LEDs für über drei Stunden und erzeugen dabei nur so eine Art Sternenhimmel. Das reicht damit die Vögel einschlafen. Das leichte funzeln beruhigt die Vögel, denn die denken, dass die mögliche Angreifer sehen könnten falls etwas ist.

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@Trollkicker008

Ein kleiner Trafo der an der Lampe angeschlossen ist lädt die Kondensatoren auf. Da die LEDs dauernd belasten und der Ladestrom so klein ist, dass die Z-Dioden die überschüssige Leistung verbrauchen können dauert es ca. 45 Minuten bis die Kondensatoern voll sind.

Schaltet man jetzt den Strom aus, geht die Lampe aus, aber die LEDs leuchten weiter. Hell genug, dass die Vögel noch fliegen können únd sich "Bettfertig" machen können.

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garnichts leuchtet, weil die LED-Ketten eine Durchflussspannung von 6V haben, dein Kondensator aber nur 5,5V liefert.

5,5V reichen doch locker aus.

Die 2V je LED ist das Maximum, was die aushalten und die sollen auch nicht mit voller Kraft leuchten. Ist also schon Absicht ;)

PS: ich habe auch 2 LEDs in reihe von 2 AAA Batterien leuchten lassen, also "nur" ~2,8-3V

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@Trollkicker008

Eine LED wird niemals über die Spannung betrieben, sie hat auch kein Spannungsmaximum, sie wird über den Strom geregelt. Und der ist winzig, wenn die Spannung zu niedrig ist.

Es lässt sich bei einem Kondensator auch kein klarer Schnitt zwischen an und aus machen. Die LED wird dunkler.

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