Wie nehmen Verbraucher die gewünschten Ampere?
Ich hoffe auf eine Erklärung und Bedanke mich schon einmal im Voraus ...
Man hat z.B eine 12V 10 Ampere Batterie
Und man schließt daran ein Motor der mit 12V und 5 Ampere läuft
Warum nimmt jetzt der Verbraucher(Motor) nicht 10 Ampere? Ich kann es mir net erklären
8 Antworten
Unter einer "12V 10 Ampere Batterie" können wir uns nichts vorstellen. Eine Batterie hat eine bestimmte Spannung gemäß Bauart, z.B. 12 V. Aber was sollte jetzt eine "10 Ampere Batterie" sein? Die Batterie hat eine bestimmte Kapazität (Ladungsmenge), gemessen in AH (Amperestunden). Die hat aber keinen Einfluss auf die Stromstärke, solange die Batterie nicht entladen ist.
Der Verbraucher (hier Motor) ist für eine bestimmte Spannung, seine Nennspannung, gebaut, die sollte übereinstimmen mit der Nennspannung der Stromquelle (hier Batterie). Die Spannung messen wir in Volt, kurz V.
Der Verbraucher ist weiterhin für eine bestimmte Leistung (gemessen in Watt, kurz W) gebaut. Die Stromstärke, also die Stärke des fließenden Stromes, messen wir in Ampere, kurz A.
Die Stromstärke ist gleich Leistung durch Spannung.
Die Nennstromstärke ist die Stärke des Stromes, der bei angelegter Nennspannung durch den Verbraucher fließt.
Wenn nun unser Motor bei angelegten 12 V eine Leistung von 6 Watt bringt, dann fließt ein Strom von der Stärke 6/12 Ampere, also 0,5 A.
Weil die Stromstärke sich aus dem elektrischen Widerstand des Motors ergibt. Es gilt die Formel R = U : I.
Die 10 A bei der Batterie heißen doch nur, dass die Batterie bis zu 10 Ampere liefern kann, ohne dass die Spannung an ihren Anschlüssen zusammenbricht oder sie überhitzt, weil sie überfordert ist. Die tatsächlich fließende Stromstärke ergibt sich immer aus der anliegenden Spannung und dem Widerstand des Verbrauchers.
Du vertauschst da den Strom mit der elektrischen Kapazität.
Der Verbraucher hat einen eigenen Widerstand. Aus der Formel I = U : R ergibt sich der Betriebsstrom. Dieser wird in A (Ampere) angegeben - bei Deinem Motor mit 5 A.
Die Batterie hat eine elektrische Kapazität, das ist - platt formuliert - die Höhe des elektrischen Stroms, welcher in einer Stunde fließen könnte, bis die Batterie leer ist. Diese elektrische Kapazität wird in Ah (Amperestunden) angegeben - bei Deiner Batterie mit 10 Ah. Fließt ein geringerer Strom, dann reicht die Kapazität länger. Fließt ein höherer Strom, dann macht die Batterie schon vor Ablauf einer Stunde schlapp.
Vergleichen kannst Du das Verhältnis von Batterie und Motor mit einem 10-Liter-Wasserkanister (10 Ah) und einem Schlauch (Widerstand des Verbrauchers):
- Ist der Schlauch so dünn, dass innerhalb einer Stunde 5 Liter (5 A des Motors) hindurchfließen, so dauert es 2 Stunden, bis der Kanister leer ist.
- Ist der Schlauchquerschnitt doppelt so groß, dann fließen 10 Liter pro Stunde (10 A), und der Kanister ist nach einer Stunde geleert.
- Wird der Schlauchquerschnitt nochmals verdoppelt, so könnten(!) 20 Liter pro Stunde fließen, aber der Kanister ist ja schon nach einer halben Stunde leer. Entsprechend fließen beim Verbraucher zwar 20 A, aber nur für 30 Minuten.
Der Verbraucher nimmt genau den Strom auf, der anhand seines Innenwiderstandes und der angelegten Spannungshöhe entsprechend des ohmschen Gesetzes fließen muss.
Ist der Verbraucher eine Drahtbrücke vom Plus-Pol zum Minus-Pol der Batterie, dann ist der Innenwiderstand des Drahtstücks sehr, sehr klein und es fließt ein sehr hoher Strom... die Drahtbrücke bildet also einen Kurzschluss, was nach dem ohmschen Gesetz bei diesem kleinen ohmschen Widerstand einen fast unendlich hohen Strom fließen lassen würde.
Da du aber in der Batterie ebenfalls einen Innenwiderstand hast, begrenzt er den riesigen Stromfluss auf einen etwas geringeren, aber immer noch sehr hohen Strom, der das kleine Drahtstück sofort erhitzt, bis es glüht und schmilzt... das Prinzip der Schmelzsicherung. Die Batterie erwärmt sich ebenfalls... also Kurzschluss vermeiden.
Nimmst du statt der Drahtbrücke aber einen Verbraucher, der einen sehr hohen Innenwiderstand hat, fließt nur sehr wenig Strom, z.B. eine Armbanduhr mit Batteriebetriebenem Quarz-Uhrwerk... oder, um bei deinem Beispiel zu bleiben, die elektrische Uhr in einem Auto. Diese Uhr zieht nur sehr wenig Strom aus der Autobatterie... aber wenn die Kiste ein halbes Jahr steht, hat die Uhr die Autobatterie (eigentlich ein Akku) auch leer gelutscht... ach, ich liebe diese deftigen Vergleiche, sonst wäre Elektronik viel zu trocken ;-)
Bei deinem Beispiel müsste entsprechend der Formel R=U/I der Innenwiderstand des E-Motors 1,2 Ohm betragen, damit bei 12 Volt ein Strom von 10 Ampere fließt.
Grüße, Dalko
Der Strom errechnet sich nach dem Ohmschen Gesetz I = U /R. Er ist also abhängig vom Innenwiderstand des Verbrauchers. Je kleiner der Widerstand, desto höher der Strom.