aus einer defekten (und sündhaft teuren) Akku/Ex-Sicherungs- Kombination für eine Handlampe habe ich in meiner Wut folgendes herausgepult:
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Nicht, daß ich nicht vorher wußte, daß ich da nicht viel für mein Geld finden würde (der kleine Goldbarren muß da irgendwie vorher schon rausgefallen sein), verwundert mich doch das dritte Bauteil, der Leiterbahnmäander. Diese "Schutzschaltung" hängt zwischen einem 4V, 3,5Ah Bleiakku und einer Elektronikplatine, die die beiden Bürnen ansteuert, Dauer- und Blinklicht sowie eine Spannungsanzeige mit 5 LEDs realisiert.
Die Sicherung ist eine F1A, die beiden Dioden sind 5KP5.0A Suppressordioden. Aber welche Funktion hat dieser Mäander? Daß er zur Strombegrenzung dienen soll, ist klar. Aber ist hier eher der ohmsche Teil oder die Induktivität oder beides wirksam?
da hilft vielleicht eine kleine Rückerinnerung an die Grundlagen der Elektrotechnik:
Erstens hat Induktivität immer irgendwas mit (oft mehrfach) stromumflossenen Querschnitten zu tun - wie soll da eine Mäanderstruktur in dieser Problemstellung hilfreich sein? Wie müsste eine planare Induktivität also aussehen?
Zweitens: wie hoch müssten die Frequenzen sein, damit eine vermutlich doch relativ kleine Induktivität irgendeine nützliche Wirkung entfalten könnte?
Ganz soo unbeleckt bin ich ja nun auch nicht, aber ich kann weder den ca. 100 nH, noch den ca. 15 mOhm irgendeine sinnvolle Funktion zuordnen. Der Akku selbst hat einen Ri von ca. 50 mOhm:
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Die Sicherung ist eine Wickmann TR5:
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Daher die Frage, was hat sich der Entwickler dabei gedacht?
Sowas findet man auf Mainboards im GHz-Bereich. Hier werden die Laufzeiten parallel benötigter Signale korrigiert. Aber sowas kann aber kaum in einer Akku-Handlampe von Nutzen sein. Vielleicht ist es sowas wie die "Handschrift" oder die perönliche Note des Entwicklers? Oder es soll Elektrosmog verindern? Oder das Licht der Lampe erscheint dann reiner, wenn auf der Leiterplatte auch sauerstoffarmes Cu verwendet wurde?
Jeder stromdurchflossene Leiter ist umhüllt von einem Magnetfeld, dessen Energiehaushalt zu einem induktiven Verhalten führt. Zudem hat der Leiter ein Potential in Bezug auf seine Umgebung, es existiert ein elektrisches Feld zwischen ihm und der Umgebung entlang seines Verlaufs. Feldgeometrie und dielektrische Eigenschaften der darin befindlichen Materialien bewirken ein kapazitives Verhalten. Leitfähigkeit und Querschnitt ergeben den Ohmschen Widerstand.
Somit lässt sich jeder beliebige Leiter als RLC-Netzwerk beschreiben; durch mathematische Methoden führen diese Überlegungen in den von Dir angesprochenen Grundlagen der Elektrotechnik von den Maxwell-Gleichungen zu den Telegraphengleichungen.
Die "Rückerinnerung" ist symptomatisch für eine durch schmerzhafte Hochschulbildung erworbene Hochnäsigkeit, die hier ohne Grund und auch ohne Konsequenz angebracht wird. Der ernsthafte Theoretiker hätte in keiner Sekunde bezweifelt, dass hier eine Induktivität vorliegt und vielleicht sogar angefangen, über den etwaigen kapazitiven Anteil zu faseln. Die vernünftige Reaktion ist, die oben genannte Bildung wohlwollend zum Vorteil des Fragestellers anzuwenden und einfach zu schreiben: "Der stromumflossen Querschnitt dieser Leiterbahn ist nicht sonderlich groß, ich glaube daher nicht, dass hier eine nennenswerte Induktivität vorliegt. Es geht hier wohl eher um den ohmschen Anteil."
Dann ist der Kopf auch frei, sich Gedanken um die eigentliche Fragestellung zu machen.
Ich meine, dass es sich hier um eine etwas ausgefallenere Überlegung handelt, die eher das thermische Verhalten der Leiterbahn nutzt. Also im Sinne von: Jemand ersetzt die Sicherung durch einen zu hohen Wert. Bevor nun der Akku platzt, soll hier definiert die Leiterbahn abbrennen.
"Frank Scheffski" schrieb im Newsbeitrag news: snipped-for-privacy@4ax.com...
Hi, "Schutzwiderstand", auch "ewige Sicherung" genannt. Vermutlich vermag der Ladetrafo diesen "Widerstand" geradeso nicht abzubrennen. Eine Notlampe, die an defekter Sicherung stirbt oder an Kontaktproblemen, wäre ja auch Murks.
Danke. Nur erscheint der mir mit 15 mOhm im Gesamtsystem als eher vernachlässigbar, von daher meine Fragestellung.
Ich vergaß zu erwähnen, daß die "Schaltung" in gefühlten 5m³ Gießharz versenkt war und ich über eine Viertelstunde brauchte, bis das Zeug weg war. Ein Auswechseln der Sicherung ist also "unmöglich". Ich glaube auch nicht, daß der Kurzschlußstrom des Akkus (lt. Datenblatt 88A) reicht, solch eine fette Leiterbahn in Sekundenbruchteilen wegzudampfen. Nominalstrom sind ca. 1A bei Betrieb der Hauptlampe, alles darüber ist Fehlerfall und darf/sollte daher zum Abschalten führen.
der OP unterschlägt zwar, wo Akku und Verbraucher angeschlossen sind und weitere Details, dennoch kann man sagen:
Bei den Mäander geht es natürlich um den ohmschen Widerstand, eine Induktivität würde man als Kreisform anlegen.
Es handelt sich mit Sicherheit nicht um eine Sicherung. Einen Schmelzleiter würde man nicht großräumig über die Leiterplatte führen und im Ex-Schutz würde man Leiterbahnen sowieso nicht als Sicherungen missbrauchen. Viel zu undefiniert.
Höchstwahrscheinlich soll der Widerstand dafür sorgen, dass der Spitzenstrom der Dioden und/oder das Abschaltvermögen der Sicherung nicht überschritten wird.
--
Viele Grüße Werner
beruflich mit der Zertifizierung von Ex-Schaltungen beschäftigt
Liegt das Geheimnis etwa darin, daß diese Sicherung für DC nicht spezifiziert ist? Kurzschlußstrom des Akkus wären 88 A bei einem Ri von 48 mOhm, max. Entladestrom angeblich 300 A für 5 sec. Das erscheint mir für das kleine Schächtelchen doch sehr optimistisch...
"Frank Scheffski" schrieb im Newsbeitrag news: snipped-for-privacy@4ax.com...
Hi, woher soll der denn kommen? Aus der Primärseite des galvanisch trennenden Trafos?
Was in dem Fall keine Rolle spielt, bleibt der (Lade-)Strom weg, geht die Lampe doch wohl eh auf Notlicht, oder?
Soll wohl eher irgendwelche "Normen" erfüllen. Die interne Sicherung ist doch 1A flink, oder?
Genau, das fließt nur, wenn Du nah dem Akku die fetten Kabels verzwirbelst. Durch all das Schaltergedöns gehen gerademal einige Ampere...mir schwant, ich hatte mal soeine Lampe. Ist das ein schwarzes Plastikdings, das an seiner Halterung an die Wand gedübelt wird? Geht beim Abnehmen "automatisch" an? Heutzutage würd ich das Ding vermutlich auf LED umrüsten. Ich hab noch ne alte Pertrix-Lampe, mit nem echten alten Autoscheinwerfer (Bilux) drauf...da geht das leider nicht. Wär ein Sakrileg. Der Eisemann hab ich damals aber ne deutlich hellere Lade-LED spendiert. Die hat damit gut geleuchtet :-)
Sehr hübsch gemacht. Soviel Aufwand musste nicht sein.
Z.B. ob da noch ein Ladestecker im Spiel ist, der dann natürlich auch eigensicher gemacht werden muss, wenn er bei Benutzung im Ex- Bereich zugänglich ist. Wir sehen nur den Ausschnitt, den du uns präsentierst und können nur danach mutmaßen.
Das ist kein Geheimnis sondern ein weiteres Problem. Wir wissen also nicht genau, welcher Gleichstrom bei 4 V von der Sicherung abgeschaltet werden kann. Der Hersteller wird es ermittelt oder erfragt haben.
Was gefällt dir denn an meiner obigen Deutung nicht?
Entscheidend ist nicht, welcher Strom tatsächlich fließt, sondern ob der Innenwiderstand der Batterie überhaupt als strombegrenzend anerkannt wurde. Wenn nicht, passt es doch ganz gut zu deinem angegebenen 15 mOhm des Mäanderwiderstands:
4 V * 1,5 / 0,015 Ohm = 400 A < 543 A
1,5 ist der vorgeschriebene Sicherheitsfaktor. Vielleicht muss man auch beim Akku mit etwas mehr als 2 V pro Zelle rechnen, das ist hier nur eine grobe Abschätzung.
Da ist der Mäander vermutlich einfacher, als den Sicherrungswiderstand normenkonform einzubeziehen.
Du vergisst unsere Geschäftsgrundlage: 400 A!
Aber davon abgesehen, wenn eine Schmelzsicherung auslöst, gibt es immer einen Lichtbogen.
Mit dem gepfefferten Preis für solche Teile zahlst du für das Wissen, das darin steckt, für Zulassungs- und Qualitätssicherungskosten usw. bei meist geringen Stückzahlen, auf die sie umzulegen sind. Und selbst wenn der Hersteller aus Rationalisierungsgründen exakt baugleiche Lampen mit und ohne Ex- Aufkleber herausbringt ist es gerechtfertigt, für die Ex-Version höhere Preise zu nehmen.
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