Der Widerstand: Wer braucht „dicke Dinger“?

Artikelfoto Widerstand - www.michael-floessel.deIch schreibe diesen Artikel vornehmlich wieder für all jene Elektronikbegeisterte, die gerne mit diesem Hobby ihre Freizeit verbringen. Die gerne löten und sich an kleinen Schaltungen erfreuen, welche man eben im eigenen Hobbykeller realisieren kann. Soweit möglich, umgehe ich die tiefe Theorie der Physik. Es geht mir, wie oft, eher darum, etwas Transparenz zu schaffen. Na, zumindest einen kleinen Teil dazu beizutragen ;-)

Ehrlich ist es doch auch so: Um eine LED leuchten zu lassen, muss nicht unbedingt ein Elektronenmodell bemüht werden. Kann man machen, muss man aber nicht. Umgekehrt ist es aber leider auch so, dass ständiges „Try & Error“ eher frustrierend und unter Umständen auch gefährlich ist. Meist kommt man über einen gewissen Grad an Zufallserfolgen nicht hinaus.

Ist auch ziemlich egal, ich schreib‘ das jetzt hier mal auf. Auslöser für den Gedanken diesen Blogpost nun zu tippen, sind mal wieder die Frage- und Kritikmails. Um genau zu sein, eine bestimmte.

Über die Weihnachtstage habe ich erneut die elektrische Post etwas sortiert und bemerkt, dass neben den Leuchtdioden, auch die Widerstände mit einigen Fehleinschätzungen verwendet werden. Im Gegensatz zur LED, quittiert ein Widerstand nicht gleich den Dienst bei fehlerhaftem Einsatz, weshalb falsche Anwendungen oder Dimensionierungen oft unbemerkt bleiben. Die Ausnahme bildet natürlich eine extreme Überlastung, dann haben auch diese Bauelemente keine Chance :-) Die lange Vorgeschichte schreibe ich jetzt übrigens nur, weil ich natürlich wieder die, sicherlich manchmal angebrachten aber zum Artikelumfang unpassenden, Bemerkungen in der Art von „…wer das nicht weiß, sollte die Finger von der Elektronik lassen“ vor mir sehe. Ihr versteht vielleicht, was ich meine…

Leider sind viele Fehlinformationen sehr tief verankert, wie ich mit dem folgendem Beispiel mal anführen möchte.

KFZ Buchse mit USB-AdapterDas Ding mit der Dimensionierung

 

Der Beginn eines längeren Nachrichtenaustausches, war in etwa der folgende Satz: „… da ja die Batterie im Auto so viele Ampere hat, muss ein Widerstand rein, der eben auch sehr groß sein dürfte.“

Planerisch war vom Schreiber der permanente Anschluss eines USB-Ladeadapters beabsichtigt der, parallel zum Zigarettenanzünder, fest angeschlossen werden sollte. Als sozusagen „Spannungsreglung“, hatte der Schreiber einen Hochlastwiderstand in Reihe zum Ladeadapter vorgesehen. Weil die zu ladenden Geräte keine 46 Ampere benötigen und seine Batterie ja immer soviel Power bringt, muss man wohl was gegen den Strom unternehmen. Kern der Frage war eine Bezugsquelle für entsprechende, in den Abmessungen kleine, Hochlastwiderstände. Besser mit noch mehr Power, eben wegen der vielen Ampere. Das der wohl bereits vorhandene Ladeadapter schon alles notwendige mitbringt, ging zunächst völlig unter.

Der Schreiber hatte schon in diversen (Facebook?) Gruppen gefragt, war aber mit den Antworten nicht einverstanden. Ich kann mir natürlich gut vorstellen, was da los war.

Die Fehleinschätzung, dass eine Autobatterie zu viel Strom für orgnungsgemäß betriebene und dafür vorgesehene Geräte liefert, ließ sich noch gut mit Erklärungen korrigieren. Das aber grundsätzlich nicht die Belastungsfähigkeit einzelner Bauteile, der Leitsungsfähigkeit der Stromquelle überlegen sein muss, wollte er mir nicht glauben.

Lediglich die Erkenntnis, dass ja der Ladeadapter schon die Wandlung von 12V zu 5V vornimmt, leuchtete ein. Ebenso der Umstand, dass es doch ein wenig anderer Technik bedarf, wenn die bekannten Adapter größenmäßig durchaus in die geschlossene Faust passen. Pure Widerstände können das nicht sein.

Der Gedankenfehler lag eher bei der Tatsache, dass das Teil eben nicht an der Steckbuchse des Autos, sonder fest verdrahtet montiert werden sollte. Irgendwie war da wohl etwas Verwirrung über die Regelelekronik entstanden. Prinzipiell kam der Fehler eben daher, dass er eigentlich nicht über einen Laderegler, sondern über einen Vorwiderstand nachgegrübelt hat, die von ihm gefundenen Bauteile aber bestenfalls zum Maschinenraum der Titanic gepasst hätten. Da lief dann alles irgendwann durcheinander. Im Grunde sollte eigentlich nur das besagte Ladegerät aus dem Gehäuse entfernt und irgendwo im Fahrzeug montiert werden. Die Diskussion zog sich allerdings über einige Tage hin, immer wieder endete alles mit Fragen zum Vorwiderstand.

Klar, wenn die Grundvoraussetzungen falsch interpretiert werden, kann man sogar mit unpassenden Zahlen zu überprüfbaren Rechenergebnissen kommen.

In der Rechnung des Schreibers, liefert eben die Batterie besagte 46 Ampere bei 12 Volt. USB-Schnittstellen in solchen Ladeadaptern stellen 5V zur Verfügung, sein Adapter maximal 2 Ampere pro Port, 2 Ports besitzt das Teil. Er ging nun von folgendem aus:

12V – 5V = 7V, die zuviel sind. Die Batterie bringt 46 Ampere, bleiben abzüglich der 2 x 2 Ampere für die beiden Ladebuchsen 42 Ampere übrig. U * I = P soll also konkret bedeuten: 7V  * 42 A = 294 Watt. Tja, und er suchte eben Widerstände, die das „verpacken“. Uff! Am Ende ist das Projekt übrigens gescheitert, die eckigen Löcher für die USB-Buchsen waren wohl doch die ärgste Hürde, nun gut.

Um die Sache abzurunden noch eine kleine Erläuterung, wo welcher Wert bei solchen Berechnungen hingehört. Der Stom muss dem entsprechen, was im Maximalfall fließen kann. Daneben ist entscheidend, welche Spannung dann real am Widerstand abfällt.

Einfache LED Schaltung mit VorwiderstandBeispiel:

Eine klassische grüne LED, max. 20mA

Spannung an der LED = 2V

Speisespannung 12V

Spannungsabfall am Vorwiderstand dann folgerichtig 10V

Bei U * I = P, sind dies dann 10V x 0,02A = 0,2W = 200mW. Der klassische 1/4 Watt Widerstand, würde bestens passen. Man muss eben das in die Berechnung einbeziehen, was auch real ist.

Würde der Vorwiderstand so gewählt, dass nur 10mA fließen, wäre auch die Leistung halbiert, welche in dem Widerstand in Wärme umgesetzt wird. Dann sind es eben nur noch 100mW, die das Bauteil an Belastung ertragen muss. Völlig unabhängig davon, ob die Batterie oder das Netzteil nun 1 oder 10 Ampere liefern könnten.

Es käme ja auch niemand auf die Idee, Widerstände in die Zuleitungen zum Fernseher zu installieren, nur weil der Power auf der Leitung, auch für die Waschmaschine ausreicht, oder?

Ich habe schon des öfteren ausführlichere Hinweise zur Berechnung von Bauteilen hier veröffentlicht, zum Abschluss eine kleine Liste, bzw. die Links dazu:

Strom, Spannung, Widerstand, Kennzeichnungen – 1

Strom, Spannung, Widerstand, Kennzeichnungen – 2

Lampen, LEDs, Helligkeit, Poti, Trimmer…

Berechnung des Stromverbrauchs mal zerlegt

Eselsbrücke: Farbcodes auf Widerständen

 

 

 

Stromsparen im Haushalt – Tipps & Ideen

Beispielbild zu einem Artikel auf www.michael-floessel.de - Energiekosten PCAufgrund der aktuellen Entwickung der Stromkosten habe ich beschlossen, mal einen älteren Artikel aus dem Blog etwas nach oben zu holen. Wer mich näher kennt weiß, daß ich nicht erst seit ein paar Wochen ziemlich sauer auf das reagiere, was dem Bürger und Verbraucher da an Verpflichtungen bei den Energiekosten aufgezwungen wird.

Als Reaktion auf mein Gemecker, habe ich eigentlich eher mit negativem Feedback in der Art von ‚Jammer nicht‘, ‚da musst Du durch‘ und schlimmerem ähnlichem gerechnet. Immer wirder kommen aber Anfragen zu mir, die inhaltlich Tipps zum Stromsparen wünschen. Übrigens deutlich mehr, als bisher zu allen anderen Artikeln hereingekommen ist.

Freut mich natürlich :-D

Nun ist es ja so, daß die meisten der allgemeinen Tipps schon an vielen Stellen gegeben wurden. Ich werde also mal wieder meinen Senf dazu beitragen, natürlich incl. der Vorschläge, die ohnehin schon jeder kennen dürfte…

Tipps zum Strom sparen:

  • Stationäre PC’s weg, Notebooks anschaffen. Vorzugsweise dann, wenn ohnehin etwas neues fällig ist.
  • Aquarium abschaffen
  • Wäsche nur so heiß waschen, wie wirklich nötig
  • Wärmetauscher am Kühlschrank reinigen, also das Gitter an der Rückseite
  • Kühlschrank regelmäßig abtauen und auf die wirklich notwendige Stufe stellen
  • Deckel beim Kochen auf die Töpfe
  • Glühlampen gegen sparsameres tauschen, vorzugsweise LEDs (dazu kommt in meinem Blog auch noch einiges!)
  • Abschaltbare Steckdosen an alles, was auch ohne Dauerstrom auskommt. Die meisten Unterhaltungsgeräte aus der Jubelelektronik speichern auch ohne Strom die letzten Einstellungen. Wenn nicht, irgendwann ersetzen.
  • Raumbeleuchtung auf Werte reduzieren, die man wirklich braucht. 120 Watt Gesamtleistung bei Halogenstrahlern im 2 Meter langen Korridor sind nicht immer wirklich sinnvoll.
  • Ladegeräte bei Nichtbenutzung aus der Steckdose ziehen. Oder alle zusammen an eine schaltbare Leiste, dann komplett abschalten. Geht natürlich nur, wenn immer alles zusammen geladen wird.
  • Statt Backofen oder Herd die Mikrowelle nutzen, wenn das möglich ist. Hier aber darauf achten, das die Nutzungszeit der Mikrowelle nicht so lang wird, das er Ofen wieder günstiger wird. Mir wurde berichtet, das es Leute gibt die z.B. Wasser für Tee in der Welle erhitzen, ich habe das aber noch nicht näher betrachtet.
  • Wäschetrockner auf Bedarf prüfen. Sicherlich eine feine Sache, so ein Trockner… Aber auch ein Luxusproblem. An sich trocknet Wäsche gut kostenlos ;-)
  • In Haushalten, in denen mehrfach am Tag gekocht wird schauen, ob man die Essenszeiten nicht verlegen kann. Hat bei unserer 5-Kopf-Bande gut funktioniert. Nicht immer, aber oft genug.
  • An Stellen, die gerne vergessen werden prüfen, ob man evtl. eine Zeitschaltuhr installieren kann, die immer dann ausschaltet, wenn ein Geräte garantiert nicht gebraucht wird. Z.B. Kellerlicht zwischen 23 und 8 Uhr morgens. Aber keine Stolperfallen bauen!
  • Tiefkühltruhe(n) auf Bedarf prüfen. Oft ist der Strom teuer, als das, was man durch die Vorratshaltung einsparen kann.
  • Röhrengeräte (Fernseher und Monitore) gegen aktuelle mit LED Beleuchtung austauschen. Aber hier auf die Leistungsaufnahme achten. Ältere und auch sehr große Geräte sparen nicht unbedingt was ein!
  • Schaut mal in die Zimmer Eurer Kinder, sofern vorhanden! Kinder mein ich, nicht nur Zimmer. Ein „PC + Fernseher + Konsolen + Stereoanlage + Lichter = ALLES AN – Szenario“ ist nicht selten. Ich weiß, wovon ich rede :shock:

Dies sind fast alles Tipps, die wir hier, nach und nach, befolgt haben. Unter dem Strich hat dieses Verhalten im Laufe der Jahre rund 2000 kWh eingespart. Wenn ich bis zum Jahr 1996 zurück gehe, sind es sogar 2500 kWh, die heute weniger gebraucht werden. Natürlich spielt auch eine Rolle, dass die Kinder größer geworden sind und so z. B. die Waschmaschine weniger in Betrieb ist. Dafür kamen aber auch Geräte in die Kinderzimmer, die vorher nicht vorhanden waren. Laptop, Konsole und so Zeugs.

Natürlich sind einige der Tipps krass. Das Abschaffen des Aquariums zum Beispiel. Ist natürlich eine Extremlösung und davon abhängig, ob man nun wirklich sparen MUSS oder nur WILL. Ich habe meines damals eigentlich nur an freien Tagen in Betrieb gesehen, meist war nach Feierabend alles bald dunkel. Irgendwann habe ich das als sinnlos empfunden und mir nebenbei die Wasserschlepperei alle paar Wochen erspart. Ansonsten ist es wie bei jedem anderen Hobby – es kostet Geld. Wenn man an seinen Fischen hängt, kosten sie eben auch etwas. Ist ja bei anderen Freizeitaktivitäten nicht anders. Und gegenüber anderen Steckenpferden sind die im Mittel 100 -200 Euro an Strom pro Jahr und Aquarium auch nicht unbedingt teuer. Hier muss man die Kosten einfach in das richtige Verhältnis setzen.

Das Problem ist natürlich auch, dass ein radikales Neuanschaffen vieler Geräte gar nichts bringt. Man kann dann durchaus eine 1000€ ausgeben, diese Kosten aber vielleicht gar nicht mehr reinholen. Wie immer, muss bei so einem Thema der Einzelfall betrachtet und der Verstand genutzt werden.

Zum Schluss ein Wort an diejenigen, die etwas ändern können. Auch wenn sie sich nicht hierhin verirren werden:

Unterm Strich ist eines sicher: Die aktuellen Stromkosten sind so nicht hinzunehmen, da muss sich was tun! Strom ist kein Luxusgut, er ist lebensnotwendig. Damit darf kein Schindluder und schon gar keine Bereicherung getrieben bzw. erzielt werden. Und dann mal bitte über die Mehrwertsteuer bei Lebensnotwendigem nachdenken! 

 

 

 

 

Lampen, LEDs, Helligkeit, Poti, Trimmer…

MFB-Poti-SammlungMit einer gewissen Regelmäßigkeit bekomme ich Mails, in denen über Probleme bei der Einstellung der Helligkeit von LEDs und Glühlampen im Bereich Modellbahn berichtet wird.

In fast allen Fällen liegt die Ursache beim Anschluss des einstellbaren Widerstandes, der fast ausschließlich von den Fragestellern in solchen Anwendungsfällen benutzt wird.

Natürlich gibt es auch ‚edlere‘ Lösungen, um das gewünschte Ergebnis zu erzielen. Die Frage ist eben, ob ein solcher Aufwand lohnt, um einen Wagen oder eine Lok oder sonstwas zu beleuchten.

Die typischen Fragen:

Auf Platz 1:

Wenn ich die Helligkeit voll aufdrehe, werden die Leuchtdioden zerstört.

Auf Platz 2:

Mir brennt oft das Poti durch.

Auf Platz 3:

Immer noch zu hell.

Kurz mal das Thema durchgebrannte LED. Sie wird zerstört, weil einfach zu viel Strom geflossen ist. Ich habe an anderer Stelle schon etwas dazu geschrieben und verweise, der Vollständigkeit halber, noch einmal auf den Beitrag. Diese Grundregeln gelten natürlich auch dann, wenn der Widerstand veränderlich ist.

 

Zuerst einige Informationen zum Aufbau gängiger Potis bzw. Trimmer. Nebenbei ist in der Funktion eigentlich kein Unterschied, es sind eben einstellbare Widerstände. Geläufig ist die Bezeichnung Poti, wenn der Benutzer ständig Zugriff auf das Bauteil besitzt (z. B. mit einer Achse und Bedienknopf) oder einmalig justiert wird und anschließend in dieser Position verbleibt, hier spricht man vom Trimmer. Es gibt neben der Belastbarkeit und den verwendeten Materialien noch die Charakteristik als Unterscheidungsmerkmal. In der Linearversion (lin,B) ist der Einstellwert gleichmäßig linear über die Schleiffläche verteilt, die lograrithmische (log,A) Variante stellt die Aufteilung eben logarithmisch (welch Wunder :mrgreen: ) zur Verfügung.

trimmer

Das Foto zeigt einen Trimmer in klassischer Bauform. Hat er beispielsweise einen Wert von 1000 Ohm, sind diese fest zwischen den Beinen „A“ und „C“ zu messen. Dieser Wert wird sich nicht ändern, wenn der Einstellschlitz in der Mitte verdreht wird. Anders sieht dies beim Anschluss „B“ aus. An ihm ist der Schleifer herausgeführt, der mechanisch verschiedene Positionen auf dem Festwiderstand abgreift. Steht der Regler in der Mitte, wird man also rund 500 Ohm zwischen den Punkten „A“/“B“ und auch „B“/“C“ messen. Verstellt man nun den Winkel mehr in die eine oder andere Richtung, entstehen unterschiedliche Werte. Da sich die 1000 Ohm an sich nicht ändern, wird der Wert sich immer so ändern, dass in der Summe eben diese 1000 Ohm erscheinen. Weiter in Richtung „A“ gedreht, wird der Widerstand zwischen „A“ / „B“ kleiner, zeitgleich „B“/“C“ größer, umgekehrt in der Gegenrichtung.

 

trimmer-schemaIn der schematischen Darstellung lässt sich das Verhalten recht gut erkennen. So wird natürlich auch klar, dass es bei maximaler Einstellung in die ‚falsche‘ Richtung möglich ist, einen Widerstand von annähernd 0 Ohm zu erzeugen, der Schleifer liegt direkt am Einspeisepunkt und die Wirkung ist die gleiche, als hätte man einen einfachen Draht verwendet.

Wird also der Trimmer als Vorwiderstand einer LED genutzt, ist in diesem Fall die Leuchtdiode unter Umständen direkt mit der Versorgungsspannung verbunden – sie wird zerstört. Natürlich kann dies auch passieren, wenn der Wert einfach zu gering eingestellt ist, der Strom zum Leuchtmittel ist zu hoch. Im ungünstigsten Fall kann auch der einstellbare Widerstand gleich mit ruiniert werden. Ist der nun fließende Strom aus irgendeinem Grund sehr hoch, kann der Übergangspunkt Schleifer/Widerstandsbahn nicht mehr standhalten und wird, zumindest an dieser Stelle, zerstört. Hat es den Schleifer erwischt, kann er nicht mehr vernünftig über die Bahn gleiten und eine sensible Justierung wird nahezu unmöglich.

Womit auch gleich der zweite Punkt zu nennen ist, der den Trimmer killen kann, die maximale Belastung.

Jetzt kann man fragen, wie man mit den paar Lämpchen ein doch recht solides Bauteil wie einen Widerstand kaputt bekommen soll. Nun ja, die Menge macht’s!

Der geschilderte Vorgang ist zwar eher nicht die Regel, kann aber doch vorkommen wie ich sehe. Beschrieben wurde ein Waggon, welcher mit Stromabnahme von den Gleisen versehen ist, welcher auch gleich den Rest des Zuges (also die Wagenbeleuchtung) mit Strom versorgt. Leider konnte nicht mehr sicher geklärt werden, auf welche Weise alles miteinander verschaltet war. Wahrscheinlich waren aber nur der Schleifabgriff und einer der Festanschlüsse eines 470 Ohm Trimmers angeschlossen, also ein einstellbarer Vorwiderstand von 0-470 Ohm.

In den insg. 4 Waggons saßen allerdings keine Leuchtdioden, sondern jeweils 4 Stück der altbekannten Glühlämpchen. Jede dieser Lampen hat wohl eine Stromaufnahme von rund 60 mA. 4 x 4 Lampen x 60 mA = 960 mA Maximalstromaufnahme. OK, der Strom sinkt, wenn der Widerstand steigt, leider liegen keine Messwerte vor. Aber wenn man einmal davon ausgeht, dass bei einem Spannungsabfall am Trimmer von geschätzt 3V und einem Strom von überschlagen 600 mA immer noch eine Leistung von rund 1,8 W  in Wärme umgesetzt werden will, ist das für einen gängigen Trimmer auf Dauer einfach zu viel. Selbst wenn jeder Wagen einen eigenen Einstellwiderstand hätte, kommt doch einiges Zusammen.

Fazit: Auch Kleinvieh macht Mist ;-)

Mit LEDs wäre die Gefahr zwar kleiner, aber immer noch gegeben. Gerade wenn aus Miniaturisierungsgründen SMD-Trimmer genutzt werden, würde ich nicht von 0,5 W Belastbarkeit ausgehen. Bei einer Spannung von 15V DC auf dem Gleis und rund 3V LED Spannung, müssen am Trimmer  12V abfallen. Angenommen durch die Einstellung fließen noch 10 mA/LED, sind das 40 mA x 12V = 480 mW Leistung bei Parallelschaltund der Leuchtdioden und diese dann in Reihe zum Einstellwiderstand. Hat man nun einen 1/4 Watt SMD Trimmer, also max. 250mW, kann man sich leicht ausrechnen, das dies schiefgehen wird. Wahrscheinlich nicht sofort, aber irgendwann…

Zu helles Licht in den Häusern und Wagen…

Tja, die modernen Leuchtdioden… :-D In den meisten Fällen hatten die Schreiber der Mailbeiträge Vorwiderstände um etwa 1 kOhm vor ihren LEDs. Überschlagen sind dies bei 15V auf dem Gleis rund 12 mA, die durch die LED fließen. Bei den aktuellen LED-Typen reicht allerdings ein Bruchteil davon völlig aus. Ich würde, auch im Hinblick auf die Belastung, immer generell einen 2,2 kOhm Widerstand in Reihe zu JEDER LED schalten, dies sorgt auf jeden Fall dafür, dass auch bei voller Spannung keine Zerstörung erfolgen kann. Diese ‚LED+Widerstand‘-Schaltung(en) dann parallel schalten und anschließend in Reihe an einen 10 kOhm Trimmer gelegt, sollten einen brauchbaren Einstellbereich bieten. Noch günstiger ist es, mehrere LEDs in Reihe zu schalten, so wird der Spannungsabfall am Poti reduziert, eine reine Rechengeschichte ;-)

So, dieses zu vielen Worten um ein einfaches Bauteil :-) Ich weiß, dass einige Beispiele am Maximum gewählt sind. Die an mich herangetragenen Nachrichten zeigen mir aber, dass so etwas durchaus vorkommt. Immerhin ist z. B. das ‚Modellbahnen‘ für die meisten Menschen eine Freizeitbeschäftiigung, keine Wissenschaft, dennoch aber sehr stark mit der Elektronik verbunden. Niemand kann aber von jedem Modellbahner verlangen, dass er sämtliche Schaltungskniffe und Bauteile kennt, weil er eben dieses Hobby hat. Nebenbei habe ich für den Interessierten hier noch einige Tipps zum Umgang mit Leuchtdioden.

 

 

Berechnung des Stromverbrauchs mal zerlegt

Beispielbild zu einem Artikel auf www.michael-floessel.de - Energiekosten PCWer hier öfter vorbeischaut, hat vielleicht auch meinen Artikel zum Thema ‚Tipps zum Stromsparen‚ gelesen. Es gab dazu einiges an Mailverkehr, mehrfach auch Anfragen, wie diese Kostenrechnungen aufgebaut sind. Eine gute Gelegenheit für mich zu versuchen, dass mal auseinander zu nehmen. Hoffentlich kommt was verständliches dabei raus :mrgreen:

 

 

Watt, Kilowatt, Stunde, Kosten

Im Prinzip beruht die Rechnung auf der Multiplikation der Leistungsaufnahme eines Gerätes mit der Zeit, in der es in Betrieb ist. Deswegen halte ich auch die Bezeichnung kW/h für fraglich, hier wird nichts geteilt, eher kW*h. Ich bleibe da lieber bei kWh, aber im Prinzip hier jetzt auch egal :-D

Kilo kommt von 1000, aus diesem Grunde gibt man die Leistungsaufnahme i.d.R. in kW an, also in Kilowatt. 1kW sagt aus, dass hier 1000 * 1 W Leistungsaufnahme vorliegen. Da spielt die Zeit noch keine Rolle. Auch ist es falsch, von 1 kW Stromaufnahme zu sprechen. Watt = Leistung, nicht Strom = Ampere!

Bei 1000 W wäre die Stromaufnahme (P = U * I -> Leistung in Watt berechnet man, indem Strom (I) und Spannung (U) multipliziert werden bzw. die Formel entspr. umstellt) 1000W : 230V = 4,34 A, um den Unterschied kurz anzuschneiden. Um sich da nicht in Einheiten und Abkürzungen zu verirren, muss man so ein paar Grundkenntnisse im Hinterkopf behalten. Das hier aber nur am Rande, um Missverständnisse zu reduzieren.

Zurück zum Thema…

Ich gehe mal einfach von folgenden Gegebenheiten aus:

  • Ein Gerät das nicht permanent in Betrieb ist
  • 1000W Leistungsaufnahme
  • Stromkosten 0,25€ für die kWh

Benutzt man nun dieses Gerät, nimmt es 1000 W an Leistung auf. Also 1 kW. Erstmal einfach so.  Nun kommt die Zeit in’s Spiel. Hier werden die Leistungsangaben auf die Zeit bezogen. Läuft das Gerät eine Stunde lang, hat es 1 kW in der Stunde aufgenommen, also 1 kWh. Da die kWh 25 Cent kostet, hat es eben auch genau diesen Betrag an Kosten verursacht. Bleibt das Gerät nur 30 Minuten in Betrieb, also 0,5 Stunden, muss man 1000 W * 0,5 Stunden rechnen, das ergibt 0,5 kWh, bei 0,25€ pro kWh Stromkosten ist folgerichtig die Stromrechnung um 12,5 Cent gestiegen.

Wichtig ist bei der Berechnung, die Zeit in Stunden und die Leistung in kW als Werte zu nutzen. Man kann da schnell durcheinander kommen, die Zeit bezieht sich ja immer auf 60 Minuten, nicht auf 100. Eine Viertelstunde sind eben 0,25 Stunden, nicht 0,15. Irgendwie hat man gerne die Minuten im Gedankengang, passiert jedenfalls mir gerne.

Und natürlich die Kilowatt’s und Watt’s :-D

  • 1 W = 0,001 kW
  • 10 W = 0,01 kW
  • 100 W = 0,1 kW
  • 1000 W = 1 kW

So, und nun hoffe ich, dass irgendwer mit dem Geschreibsel hier was anfangen kann :mrgreen:

 

Emails und Erklärungen zu elektronischen Bauteilen

Artikelbild Elektronik Tipps - www.michael-floessel.deSo, nach ein paar Tagen Nachlässigkeit zu dem Thema, habe ich mir mal wieder die Nachrichten im Maileingang vorgenommen.Einiges ist wie immer der Rubrik ‚Vermischtes‘ zuzuordnen, oben in der Liste stehen aber seit ein paar Wochen die Probleme rund um elektronische Bauteile, deren Einsatz und vor allem deren Funktion. Eien extremen Anstieg verzeichne ich nach dem ‚LED Lauflicht‘ Artikel. Sehr viele Blogleser wollen doch mehr als eine LED pro Pin am µController betreiben, der PIC schafft das aber eben nicht bzw. kann/soll nicht so viel Strom liefern.

Ich kann sehr gut verstehen, dass der Frust riesig sein muss, wenn man mit viel Zeit und Mühe eine Schaltung aufgebaut hat und diese am Ende nicht funktioniert. Noch schlimmer, man hat richtig Geld investiert und das Ganze geht in Rauch auf. Ich mache einfach mal eine kleine Aufzählung der Topthemen, also der Probleme, die wenigstens zwei mal aufgeschlagen sind:

  • Transistor schaltet/arbeitet nicht
  • Richtigen Anschlusspin finden
  • Widerstand wird sehr warm
  • Diode blitzt nurkurz auf (1N4148,LED)
  • Elko bekommt dicke Backen/stinkt/wird warm
  • PIC/IC/xxx wird sehr warm
  • Spannung zu hoch, zu niedrig
  • Größeren Verbraucher mit Controller schalten
  • +/- umschalten ohne Schalter, Relais

Das Problem ist natürlich, dass man, um mit Elektronik arbeiten zu können, gewisse Kenntnisse haben muss, um erfolgreich selber nach Bedarf seine Schaltungen bauen zu können. Nun kann aber nicht jeder Modellbahner, Modellbauer, Hobbylöter etc. auch Elektroniker sein oder ‚mal eben‘ eine Ausbildung nachschieben :-) Für die meisten elektronischen Eigenlösungen ist dies aber auch gar nicht nötig. Ein wenig technisches Interesse reicht oft aus.

Aus diesen Gründen werde ich versuchen, hier eine Art Mini-Bauteil-Kurs aufzubauen. Die grundlegenden Funktionen mit, wenn möglich, Tipps zur Fehlervermeidung und auch ein wenig Theorie. Ohne Anspruch auf Perfektion und wahrscheinlich auch mit Beispielen, die einem professionellen Ausbilder die Tränen in die Augen treiben könnten ;-) Es geht ja auch nicht darum, eine Prüfung mit diesem Wissen zu bestehen oder seinen Lebensunterhalt damit zu verdienen, es geht einfach darum, die Bauteile mit denen man werkeln möchte, ein wenig besser kennen zu lernen. Nebenbei findet man vielleicht auch einen Tipp, wie man ein Vorhaben realisieren könnte, das bisher nur an der der passenden Elektronik gescheitert ist. Alles nur im Bereich bis 24V, also nichts wirklich gefährliches. Trotzdem schon einmal der Hinweis: KLICK!

In vielen Büchern und auch während meiner Ausbildung startet das Thema Elektronik oft mit den physikalischen Grundlagen. Elektronen und Protonen, negatives und positives, geladenes und ungeladenes. Diese Dinge lasse ich aus! Wenn man nicht gerade sehr spezielle Vorhaben angehen möchte, spielt z.B. das Wissen über einen P/N Übergang keine große Rolle. Da soll ein Transistor schalten oder verstärken, eine Diode leiten oder sperren. In einigen Fällen geht es nicht ganz ohne Hintergrundtheorie, ich versuche dieses aber so kurz wie möglich zu halten. Wer verstärktes Interesse an der Elektronik verspürt, kann sich ja immer noch tiefer in die Materie einarbeiten, interessante Themen gibt es reichlich.

Die lose und ohne Reihenfolge auftretenden Beiträge kommen übrigens in die Rubrik ‚Tipps und Tricks‘. Wie oft und umfangreich die Beiträge erscheinen werden weis ich noch nicht. Das erstellen der Artikel ist recht aufwändig, auch werden zu vielen Bauteilen mehrere Teilartikel erscheinen, manchmal ist es eben viel Stoff. Ich werde mit dem NPN Transistor beginnen und habe bei der Vorbereitung schon bemerkt, dass diese Themen nicht in 10 Minuten zu behandeln sind.

Bitte nehmt diesen Artikel auch als Ausgleich für die Antworten in den Mails, in denen nur ‚ich versuche mich darum zu kümmern‚ stand :mrgreen:

 

Stromkosten PC

Beispielbild zu einem Artikel auf www.michael-floessel.de - Energiekosten PC

Ich bin gerade in eine Diskussion verwickelt gewesen, in der es darum ging, das der Gamer PC des Sohnes eines Bekannten ja so richtig ‚geil‘ ist, seit er mit einem 500W Netzteil (…) ausgerüstet ist. Vorher gab es Probleme, das Netzteil ging wohl in die Knie. Leider kenne ich den PC nicht wirklich.

 

Da ich ja immer wieder mal mit den Stromkosten hadere, musste ich doch mal sehen, was der Tagebuch Rechner so verbraucht. Ich habe im Augenblick noch keine Ahnung, wie die modernen Grafikkarten und CPU’s im Vergleich aussehen, aber das hole ich noch nach! Auf jeden Fall habe ich mal im Groben die Kosten überschlagen. Foltert mich nicht, wenn ich mit den Einheiten vielleicht etwas schlampig umgegangen bin, darum ging es mir jetzt nicht ;-)

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