Was für Widerstände brauche ich für den Kippschalter (Ventilator/Lüfter)?
In WP Technik können wir selber entscheiden was wir bauen und ich werde ein Handy Kühler bauen.
9 Volt sind erlaubt, also nehme ich ein mini Lüfter mit 9 Volt und stufenschalter sollte ich anbringen weil mein Lehrer meinte dass es sonst zu einfach wäre. Ich habe mich deswegen für einen Kippschalter mit 3 Stellungen entschieden, beispiel: https://amzn.to/2WOCpEg
Nur ich hab echt kein Plan wie ich das machen soll. Laut meinem lehrer müsste auch da widerstände eingesetzt werden weil der schalter ansich es nicht automatisch machen wird. Kann mir jemand sagen was für widerstände ich brauche? für die erste Schaltung soll 70% von der leistung genutzt werden und die zweite eben volle 100%
2 Antworten
Du musst bei Stellung 1 einen Widerstand in Reihe packen.
Hast du ein Multimeter zur Verfügung?
Dann mache folgendes:
- Mache dich mit dem ohmschen Gesetz (R=U*I) und der Berechnung von Leistung vertraut, sofern noch nicht geschehen.
- Lasse den Lüfter ohne Widerstand direkt an den 9V laufen. Dies ist 100% der Leistung.
- Lasse dir zeigen, wie man das Multimeter als Amperemeter verwendet und schalte es in Reihe zum Lüfter.
- Notiere den angezeigten Messwert (in Ampere).
- Wende das ohmsche Gesetz an: R = U / I -> Dieses ist der Widerstand des Lüfters.
- Berechne die Leistung (W) des Lüfters: P = U * I
- Berechne 70% der Leistung des Lüfters (normale Prozenzrechnung): Pr = P * 0,7
- Wende diese Formel mit diesen 70% an, um die entsprechend reduzierte Stromstärke zu berechnen: Ir = Wurzel(Pr/R)
- Berechne die zugehörige Spannung, die am Lüfter abfallen muss: Ur = R * Ir
- Wende diese Formel an: Rv = (U - Ur) / Ir -> Das ist dein Vorwiderstand!
- Berechne die Verlustleistung: Pv = (U - Ur) * Ir
(Jetzt fängt es an, in dem kleinen Antwortfensterchen unübersichtlich zu werden... ich hoffe, dass ich mich jetzt nicht irgendwo vertan habe^^)
Runde den Vorwiderstand auf den nächstgrößeren Widerstand auf, der als Bauteil zur Verfügung steht.
Achte darauf, dass du einen Widerstand nimmst, der die Verlustleistung verträgt. Ist die Verlustleistung zu hoch, brennt der Widerstand durch. Die "normalen" Bastelwiderstände vertragen 0,25W. Reize diese Verlustleistung nicht bis zur Grenze aus, da der Widerstand sonst extrem heiß(!) wird.
R = Widerstand Lüfter (Ohm)
Rv = Vorwiderstand (Ohm)
Pv = Verlustleistung Vorwiderstand(W)
Leistungsstufe 2 (100%)
U = 9V
P = Leistung (W)
I = Stromstärke (A)
Leistungsstufe 1 (70%)
Ur = Spannung (V)
Pr = Leistung (W)
Ir = Stromstärke (A)
(r wie reduziert)
Weitere Hinweise:
Rechne milli, kilo, mega etc. immer um, bevor du damit rechnest
Schalte noch einen kleinen Elektrolytkondensator mit korrekter Polung parallel zum Vorwiderstand, damit trotz reduzierter Spannung ein sicherer Anlauf gewährleistet ist. 470µF/16V sollte seinen Zweck erfüllen. Wie du diesen Kondensator vor deinem Lehrer rechtfertigst, überlasse ich dir :).
Sollte er dennoch nicht anlaufen und du dir sicher bist, keinen Fehler gemacht zu haben, dann kann der Lüfter schlichtweg nicht mit reduzierter Leistung betrieben werden. Solche Lüfter sind eben nur bedingt dazu geeignet.
Die von mir beschriebene Vorgehensweise setzt voraus, dass der Lüfterwiderstand bei jeder Spannung gleich ist. Das wird ist in Realität nicht so sein, so dass es etwas von den 70% abweichen wird. Wenn es wirklich exakt 70% sein müssen, wirst du um die Ermittlung des Vorwiderstandes in einem separaten Versuch mit zwei Multimetern und einem verstellbaren Widerstand (Potentiometer) nicht herumkommen.
wenn die Drehzahl linear mit der Spannung steigt, musst Du einen Spannungsteiler von 70:30 machen. Also Innenwiderstand:Vorwiderstand
Bei 100% natürlich kein Widerstand, aber bei 70% musst Du ja die Spannung reduzieren.
Die spannung reduziere ich doch durch den widerstand, von 9v auf 6v zum beispiel
Ja eben, und dafür musst du den Widerstand im Verhältnis zum Innenwiderstand dimensionieren.
Wenn du die Spannung auf 70% reduzierst, hast du auch nur noch 70% Strom bei gleichbleibendem Widerstand.
Du hättest demnach weit weniger als 70% Leistung. :)
Annahme stand ja oben, Leistung linear zur Spannung. Ansonsten musst Du halt über die Leitung rechen. P=U*I=U^2/R
Kann man es vielleicht nicht so kompliziert machen und bei der ersten Stufe ein widerstand mit dem draht dran löten und bei der 2. Stufe garkein widerstand um die 100% leistung durch zu bekommen? würde doch theoretisch so funktionieren oder?