temperatur bei 62 ampere und kupferkabel?
wieviel temperatur bekomm ich wenn ich über ein kupferkabel 62 ampere mit 12 volt jage?
das kupferkabel ein normales (0,5mm) kabel. mit plastikisolation und zimmertemperatur
7 Antworten
Das kommt ganz auf den Spannungsfall an. Der Spannungsabfall an der Leitung und die Stromstärke miteinander multipliziert ergeben die sogenannte Verlustleistung Pv die in Wärme umgewandelt wird.
Hier siehst du die Formeln für die Berechnung des Spannungfalls. Du kannst dir den Spannungsfall so vorstellen, als währe die Leitung ein Widerstand dessen Teilspannung du einfach berechnest, die an ihm abfällt.
Die Wärmeenergie Qw die in einen elektrischen Leiter entsteht, die von einen Strom durchflossen wird steigt zum Quadrat der Stromstärke bei einem bestimmten Widerstand der Leitung mit der Zeit t an.
Qw=I^2*R*t oder auch Qw=U^2/R*t
Der Leiter erwärmt sich dann um eine bestimmte Temperaturdifferenz Delta Theta. Die Temperatur Differenz um die sich ein elektrischer Leiter erwärmt hängt damit zusammen, wie viel Energie der verwendete Stoff als elektrischer Leiter speichern kann also von der Wärmekapazität des Stoffes C Theta. Je mehr Wärmeenergie zugeführt wird bei gleicher Wärmekapazität, desto mehr erwärmt sich der Stoff.
Delta Theta = Qw/C Theta.
Mit der Wärmekapazität C Theta bei konstanter Leistung steigt die Wärmeenergie Qw linear mit der Zeit an. Das passiert solande, bis sich ein weiterer Vorgang überlagert.
Der Kupferdraht erwärmt sich also aufgrund des Stromflusses und die Temperatur des Leiters wird irgendwann größer als das Medium welches den Leiter umgibt.
Durch das erwärmen der Luft wird Wärmeenergie vom Leiter abgegeben bis sich ein Gleichgewicht zwischen der zugeführten Energie und der abgegebenen Energie einstellt
Beispiel:
Ein Leiter von 10 Meter länge und einen Querschnitt von 2,5 Quadratmillimeter wird von einem Strom von 2 Ampere durchflossen.
Zunächst müssen wir auf den Widerstand der Leitung kommen. Der Widerstand R ergibt sich durch den spezifischen Widerstand von Kupfer, der Länge und dem Querschnitt:
R=Roh*l/A
Der Spezifische Widerstand von Kupfer z.b. ist stark von der Umgebungstemperatur abhängig. Je wärmer die Umgebungstemperatur ist, desto schlechter Leitet Kupfer, Kupfer ist also ein Kaltleiter. Der Spezifische Widerstand von Roh gilt also nur bei Raumtemperatur von 20°.
R=0,018 Ohm*mm^2/m*10/2,5mm^2
R=0,072 Ohm=72mOhm.
Qw=I^2*R*t
Für die Zeit nehmen wir mal 2 Sekunden.
Qw=2^2*0,072Ohm*2s=0,576 W
Die Wärmekapazität von Kupfer beträgt 0,385 KJ/kg*K
Delta Theta = Qw/C Theta= 0,576W/0,385KJ/kg*K = 1,496 °C
Der Kupferleiter erwärmt sich also um die Temperaturdifferenz von 1,496°C
Ah sorry. Vergiss das Beispiel das ist völlig falsch. Zum einen habe ich mich mit den Einheiten vertan Qw wird in Joule angegeben. Darüberhinaus habe ich mit der spezifischen Wärmekapazität gerechnet um auf die Wärmekapazität zu kommen muss man die Masse der Kupferleitung mit der spezifischen Wärmekapazität von Kupfer multiplizieren.
Um auf die Masse zu kommen muss man zunächst das Volumen der Leitung berechnen. Das Volumen erhält man, wenn man die länge mit dem Leiterquerschnitt multipliziert in unserem beispiel währe es 25mm^3 oder 0,025cm^3
DIe Masse erhalten wir wenn wir die Dichte von Kupfer mit dem Volumen der Leitung Multiplizieren was in unserem Fall 0,224g
nun kann man C ausrechnen und das währe 0,08624J/K
Die Temperaturdifferenz beträgt dann demnach 6,679 °C
so sollte es richtig sein :D
Zur Berechnung der Temperatur eines mit 62 A belasteten Kupferleiters mit einem Querschnitt von 0,25 qmm brauchst Du keine Spannungsangabe, aber sehr vielseitige Angaben zur Wärmeableitung. Das Drähtchen schmilzt nämlich in Sekundenschnelle weg! "Plastikisolation" gibt da zu wenig Auskunft.
Die entstehende Temperatur dürfte knapp über der Schmelztemperatur von Kupfer liegen, weil mit dem Schmelzen die Aufheizung beendet ist.
Das kommt auf das Kupferkabel an. Ein normales mit 1mm Durchmesser bekommst du sehr kurzfristig sehr heiß, bis es halt schmilzt.
Wenn du dauerhaft 62 Ampere bei 12 Volt fließen lassen willst, müsste das Kabel laut U=R*I einen Widerstand von 0.19Ohm haben. Wenn das ein arm-dickes Kabel ist, kann das möglicherweise unter dem Schmelzpunkt bleiben.
Bei 62 Ampere ganz sicher. Siehe http://www.dieelektronikerseite.de/Sheets/Strom%20Einzelader.htm : 10mm^2 wäre nötig, also 1.8mm Durchmesser - mindestens!
Das kommt wohl auf den Leitungsquerschnitt an. Je kleiner, desto höhere Temperatur.
normales kupferkabel, ich glaub cirka 0,5mm. also halt ein kabel was z.b. bastler benutzen um LEDs zu verbinden. dünne kabel eben
Kommt auf das Kabel, die Isolierung/Umgebung usw. an.
als würd des "testkabel" von 1mm oder 0,5mm schmilzen?