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Hi!
kennt irgendjemand Formeln, mit denen man ausrechnen kann, ab welcher Stromstärke man einen Draht wie schnell zum glühen bringt, bzw. welche Art von Metalldraht bringt man relativ schnell zum glühen???

Danke schon mal im Voraus!!!

Gruß

Tobias

» Hi!
» kennt irgendjemand Formeln, mit denen man ausrechnen kann, ab welcher
» Stromstärke man einen Draht wie schnell zum glühen bringt, bzw. welche Art
» von Metalldraht bringt man relativ schnell zum glühen???
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» Danke schon mal im Voraus!!!
»
» Gruß
»
» Tobias

Hi Tobias,

try this one:
Ein Körper strahlt über seine Oberfläche eine bestimmte Menge an Energie ab.
Die Energie ergibt sich bei einem Heizleiter aus P=U*I = U^2*R .
Mit ein wenig nachdenken solle ein heller Draht weniger
Energie abstrahlen als ein Dunkler.
Also ergibt sich der Zusammenhang wie folgt:

Werkstoff: hell, hoher Widerstandswert (z.B. Konstantan oder NiCr-Fe)
Ausprägung: optimierte Oberfläche (Minimum aus Oberfl. und Widerstand)
hier beide Formeln einsetzten und Min ermitteln.
R=(roh*l/A)= (roh*l/r^2*Pi), O=2*r*Pi*l.

CU
Stefan

» try this one:
» Ein Körper strahlt über seine Oberfläche eine bestimmte Menge an Energie
» ab.
» Die Energie ergibt sich bei einem Heizleiter aus P=U*I = U^2*R .
» Mit ein wenig nachdenken solle ein heller Draht weniger
» Energie abstrahlen als ein Dunkler.
» Also ergibt sich der Zusammenhang wie folgt:
»
» Werkstoff: hell, hoher Widerstandswert (z.B. Konstantan oder NiCr-Fe)
» Ausprägung: optimierte Oberfläche (Minimum aus Oberfl. und Widerstand)
» hier beide Formeln einsetzten und Min ermitteln.
» R=(roh*l/A)= (roh*l/r^2*Pi), O=2*r*Pi*l.
»
» CU
» Stefan

hi
nää, der widerstand des drahtes ist vollkommen blubb. es kommt nur, wie du schon richtig sagtest, auf die im draht umgesetzte leistung ist. P=i²*r oder P=u²/r - also bei hohem widerstand hohe spannung/kleiner strom oder beim kleinen widerstand hoher strom/kleine spannung (-->lichtbogenschweissen!)

abgegebene wärmeleistung ist summe aus wärmestrahlung=f(T^4) und wärmekonvektion=f(T^1). dafür ist ein formeller zusammenhang Pweg=f(T) zu ermitteln. das ist aber beinahe unmöglich, weil thermodynamik ein buch mit sieben siegeln ist (nusselt, prandl, rayleigh, planck, bolzmann... bla).
bei konstanter zugeführter leistung Pzu=u*i=konst. ergibt sich dann aus beiden gleichungen eine sich statisch einstellende endtemperatur. ist diese gross genug, glüht der draht.

schöne grüsse

» » try this one:
» » Ein Körper strahlt über seine Oberfläche eine bestimmte Menge an
» Energie
» » ab.
» » Die Energie ergibt sich bei einem Heizleiter aus P=U*I = U^2*R .
» » Mit ein wenig nachdenken solle ein heller Draht weniger
» » Energie abstrahlen als ein Dunkler.
» » Also ergibt sich der Zusammenhang wie folgt:
» »
» » Werkstoff: hell, hoher Widerstandswert (z.B. Konstantan oder NiCr-Fe)
» » Ausprägung: optimierte Oberfläche (Minimum aus Oberfl. und Widerstand)
» » hier beide Formeln einsetzten und Min ermitteln.
» » R=(roh*l/A)= (roh*l/r^2*Pi), O=2*r*Pi*l.
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» hi
» nää, der widerstand des drahtes ist vollkommen blubb. es kommt nur, wie du
» schon richtig sagtest, auf die im draht umgesetzte leistung ist. P=i²*r
» oder P=u²/r - also bei hohem widerstand hohe spannung/kleiner strom oder
» beim kleinen widerstand hoher strom/kleine spannung
» (-->lichtbogenschweissen!)
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» abgegebene wärmeleistung ist summe aus wärmestrahlung=f(T^4) und
» wärmekonvektion=f(T^1). dafür ist ein formeller zusammenhang Pweg=f(T) zu
» ermitteln. das ist aber beinahe unmöglich, weil thermodynamik ein buch mit
» sieben siegeln ist (nusselt, prandl, rayleigh, planck, bolzmann...
» bla).
» bei konstanter zugeführter leistung Pzu=u*i=konst. ergibt sich dann aus
» beiden gleichungen eine sich statisch einstellende endtemperatur. ist
» diese gross genug, glüht der draht.
»
» schöne grüsse

Hi,
der Widerstand ist insofern zu berücksichtigen, als daß
genügend Leistung umgesetzt werden kann.
Im Wesentlichen darf der Draht nicht zu viel Energie auf dem Strahlungswege
(Plank) verlieren, da sonst die eigene Aufheizung zu gering
ausfällt. Da die Strahlung über die Oberfläche erfolgt,
ist diese zu minimieren - gleichzeitig soll aber der Wider-
stand gleich bleiben (Äußere Vorgabe der Betriebsparameter).
Somit kann dann die Pstrahl=f(Oberfläche)-Min-Formel
aufgestellt werden.

Freiheitsgrade sind dann die Länge, das Material (roh) und der Durchmesser.

Für die Konvektion ist dann noch das Aufwendeln eine brauchbare Lösung.
Hierbei bildet sich im Innern der Wendel ein Hitzestau.
Bei einem langen Draht verringert sich damit die virtuelle Oberfläche durch die Verkürzung des effektiven Drahtes.
Auch die Abstrahlung auf den Leiter im Gegensatz zur freien Abstrahlung nimmt dadurch zu.

CU
Stefan

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» » Ein Körper strahlt über seine Oberfläche eine bestimmte Menge an
» Energie
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» » Die Energie ergibt sich bei einem Heizleiter aus P=U*I = U^2*R .
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» » Also ergibt sich der Zusammenhang wie folgt:
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» » Werkstoff: hell, hoher Widerstandswert (z.B. Konstantan oder NiCr-Fe)
» » Ausprägung: optimierte Oberfläche (Minimum aus Oberfl. und Widerstand)
» » hier beide Formeln einsetzten und Min ermitteln.
» » R=(roh*l/A)= (roh*l/r^2*Pi), O=2*r*Pi*l.
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» hi
» nää, der widerstand des drahtes ist vollkommen blubb. es kommt nur, wie du
» schon richtig sagtest, auf die im draht umgesetzte leistung ist. P=i²*r
» oder P=u²/r - also bei hohem widerstand hohe spannung/kleiner strom oder
» beim kleinen widerstand hoher strom/kleine spannung
» (-->lichtbogenschweissen!)
»
» abgegebene wärmeleistung ist summe aus wärmestrahlung=f(T^4) und
» wärmekonvektion=f(T^1). dafür ist ein formeller zusammenhang Pweg=f(T) zu
» ermitteln. das ist aber beinahe unmöglich, weil thermodynamik ein buch mit
» sieben siegeln ist (nusselt, prandl, rayleigh, planck, bolzmann...
» bla).
» bei konstanter zugeführter leistung Pzu=u*i=konst. ergibt sich dann aus
» beiden gleichungen eine sich statisch einstellende endtemperatur. ist
» diese gross genug, glüht der draht.
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» schöne grüsse

Ich hab eigentlich gehofft, dass es irgendeine grobe Faustformel gibt, da, wie du schon gesagt hast, Thermodynamik ein ziemlich übles Thema ist...
Aber so wies aussieht, gibt es sowas wohl nicht.
Egal, werd ich halt mal ein paar kleine Veruchsreihen mit Konstantandraht starten
(Peinlich, als ich die Frage gestellt habe, war ich komischerweise auf dem Trip, dass die Temp. in erster Linie von dem Strom abhängt, heut morgen ist mir dann eingefallen, dass es ja die Leistung ist.....)

Danke nochmals an alle für die Antworten!

Tobias W.

ies aussieht, gibt es sowas wohl nicht.
» Egal, werd ich halt mal ein paar kleine Veruchsreihen mit Konstantandraht
» starten

Hallo Tobias,
ich würde da besser irgendwelchen Chromnickeldraht
o.ä. verwenden, wie man ihn in Toastern, Heizlüftern
usw. verwendet. Der übersteht besser die hohen
Temperaturen ohne Korrosion.
Gruss
Harald

» Hi!
» kennt irgendjemand Formeln, mit denen man ausrechnen kann, ab welcher
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» von Metalldraht bringt man relativ schnell zum glühen???
»
» Danke schon mal im Voraus!!!
»
» Gruß
»
» Tobias

Hallo Tobias

ich habe mal Glühlampen entwickelt und deine Fragestellung ist hier von zentraler Bedeutung.
Es gibt da sogenannte lichtelektrische Gesetze, die kann man in dem einen oder anderen Physik-Buch nachsehen.
Diese Gesetze wurden in den 50er - 60er Jahren von einem Gewissen Prof. Dr. Schilling hergeleitet.
Das was du als Glühen bezeichnest, wird in diesem Zusammenhang mit dem Begriff der Farbtemperatur umschrieben. Je höher die Farbtemperatur, desto "weisser" glüht der Draht. Ich weiß aber nur,
daß es diese Gesetze gibt, habe sie auch mal angesehen,
mußte mich aber direkt nie mit ihnen beschäftigen, weil die Drahtberechnungen über ein Access-Programm durchgeführt wurden. Wichtig ist jedenfalls auch noch die Schmelztemperatur des verwendeten Materials.
Ist diese niedrig, so wirst du nichts glühen sehen, weil nach dem Wienschen Verschiebungsgesetz die Wellenlänge der maximalen Emission indirekt proportional zur Temperatur ist. Zinn oder Blei z. B. schmelzen ja schon bei sehr niedrigen Temperaturen, aber Glühen siehst du nichts. Ich würde mal bei Metallen nachsehen, deren Schmelzpunkt bei mindestens etwa 1500°C liegt (ich weiß da jetzt auf die Schnelle aber keins).
Das mit der eingekoppelten Leistung ist schon richtig, ich würde einen kurzen Draht mit kleinen Drahtdurchmesser
wählen. Probiers mal mit einer Nähnadel aus.

Hallo,
mir stellt sich die Frage ob es darum geht, wann ein Draht glüht oder einfach nur einen Draht zum Glühen zu bringen zwecks einer Anwendung. Früher, ganz früher, so vor 30 Jahren, hatte ich auch den Wunsch einen Draht zum Glühen zu bringen. Dabei ging es mir nicht um die physikalischen Gesetze sondern vielmehr darum mit dem glühenden Draht ein Feuer zu entfachen. Dafür eignete sich am besten eine Glühlampe, z.B. von einem Fahrrad oder dem Blinklicht eines Autos. Es muß nur die Glasbirne entfernt werden ohne dabei den Wolframdraht zu beschädigen. Dafür hatte ich einen kleinen Trick entwickelt. In nur wenigen Sekunden ist das Glas entfernt ohne den Glühfaden zu zerstören. Spannung anlegen und sofort glüht der Draht. Aber nur für wenige Sekunden, dann ist er verglüht. Für die genannte Anwendung reichte das aus.
Gruß
Jack

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» » von Metalldraht bringt man relativ schnell zum glühen???
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» ich habe mal Glühlampen entwickelt und deine Fragestellung ist hier von
» zentraler Bedeutung.
» Es gibt da sogenannte lichtelektrische Gesetze, die kann man in dem einen
» oder anderen Physik-Buch nachsehen.
» Diese Gesetze wurden in den 50er - 60er Jahren von einem Gewissen Prof.
» Dr. Schilling hergeleitet.
» Das was du als Glühen bezeichnest, wird in diesem Zusammenhang mit dem
» Begriff der Farbtemperatur umschrieben. Je höher die Farbtemperatur, desto
» "weisser" glüht der Draht. Ich weiß aber nur,
» daß es diese Gesetze gibt, habe sie auch mal angesehen,
» mußte mich aber direkt nie mit ihnen beschäftigen, weil die
» Drahtberechnungen über ein Access-Programm durchgeführt wurden. Wichtig
» ist jedenfalls auch noch die Schmelztemperatur des verwendeten Materials.

Das Material des Drahtes dürfte für die Temperatur
keine Rolle spielen. Natürlich gibt es Materialien,
die schon schmelzen, bevor sie zu glühen anfangen.
Wichtig ist vor allen Dingen, ein Material zu
verwenden, das bei der angestrebten Temperatur nicht
allzustark oxidiert. Da es sehr viele Parameter gibt,
die die Temperatur bestimmen, ist es am einfachsten,
man probiert die nötige Stromstärke mit einem einstell-
barem Netzteil aus.
Gruss
Harald
PS: Die (materialunabhängige) Übersetzung von Glüh-
farben zu Temperatur findet man übrigens in jedem
Tabellenbuch für Maschinenbauer.