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sodokuh

19.02.2020,
14:49
 

Verständnissefrage Spannung, Strom und Leistung (Elektronik)

Ich habe ein Verstännisfrage zum Thema Spannung, Strom und Leistung.

Mal angenommen, Verbraucher X benötigt für den korrekten Betrieb 12V und 1A. Das sind also 12W.
Wäre es dann auch möglich, eine Spannungsquelle von 6V und 2A zu verwenden? Denn das Ergebnis (6 * 2 = 12) ist ja ebenso 12W?

Ich würde mich über eine Erläuterung freuen. Vielen Dank

Mikee

19.02.2020,
15:08

@ sodokuh

Verständnissefrage Spannung, Strom und Leistung

Hallo,

nein, das geht nicht.
Wichtig sind, dass die Spannungsquelle 12V hat, wenn die Last 12V benötigt.
Gegenfrage: Was passiert, wenn Du eine 12V Autoglühlampe an 230V anschließt?

Wenn die Last 1A benötigt, muss die Spannungsquelle mind. diesen Strom liefern können.

Eine Spannungsquelle mit 12V / 0,5A geht demnach nicht, sie wird überlastet.
Was genau passiert, hängt von der Spannungsquelle ab.
12V / 10A gehen, die Spannungsquelle wird nur mit dem Strom belastet, die
die Last zieht. Man könnte also 10 solcher Lasten gleichzeitig anschließen.

Ich nutze hier absichtlich nicht das Wort Verbraucher, Energie lässt sich nicht
verbrauchen, sondern nur umwandeln.

Mikee

Pitsch

19.02.2020,
15:17

@ sodokuh

Verständnissefrage Spannung, Strom und Leistung

» Ich habe ein Verstännisfrage zum Thema Spannung, Strom und Leistung.
»
» Mal angenommen, Verbraucher X benötigt für den korrekten Betrieb 12V und
» 1A. Das sind also 12W.
» Wäre es dann auch möglich, eine Spannungsquelle von 6V und 2A zu verwenden?
» Denn das Ergebnis (6 * 2 = 12) ist ja ebenso 12W?
»
» Ich würde mich über eine Erläuterung freuen. Vielen Dank

Hallo
Also Deine Berechnung stimmt vorerst. Nur kannst Du nicht generell so argumentieren. Denn es kommt natürlich auf den Verbraucher an. Wenn das z.B. eine Ohmsche Last ist, die bei 12V = 1A zieht, so wird bei 6V nie die 1A Stromstärke erreicht und dem entsprechend sehr wahrscheinlich auch nicht die Leistung, die zum Betrieb dieses Verbrauchers nötig wäre.
Auch eine induktive Last z.B. ein Elektromotor. Wenn der auf 12V ausgelegt ist. zieht der bei 6V auch nicht die 1A um die volle Leistung zu erbringen. Ich könnte mir z.B. eine Heizungsvorrichtung vorstellen, bei Der, der Wiederstand so verändert wird, dass bei 6V auch die 2A verbraucht werden, dann stimmt die Leistung von 12W auch wieder.

Mit freundlichen Grüssen! Pitsch

Gast

19.02.2020,
15:20

@ sodokuh

Verständnissefrage Spannung, Strom und Leistung

» Ich habe ein Verstännisfrage zum Thema Spannung, Strom und Leistung.
»
» Mal angenommen, Verbraucher X benötigt für den korrekten Betrieb 12V und
» 1A. Das sind also 12W.
» Wäre es dann auch möglich, eine Spannungsquelle von 6V und 2A zu verwenden?
» Denn das Ergebnis (6 * 2 = 12) ist ja ebenso 12W?
»
» Ich würde mich über eine Erläuterung freuen. Vielen Dank

Etwas mehr als die 2A bei der 6V-Quelle, dann kannst du einen Stepupwandler einsetzen. Etwas mehr auf Grund des Wirkungsgrades, der eben nicht bei 100% liegt.

bigdie(R)

19.02.2020,
15:28

@ Mikee

Verständnissefrage Spannung, Strom und Leistung

» Hallo,
»
» nein, das geht nicht.
» Wichtig sind, dass die Spannungsquelle 12V hat, wenn die Last 12V
» benötigt.
» Gegenfrage: Was passiert, wenn Du eine 12V Autoglühlampe an 230V
» anschließt?
»
» Wenn die Last 1A benötigt, muss die Spannungsquelle mind. diesen Strom
» liefern können.
»
» Eine Spannungsquelle mit 12V / 0,5A geht demnach nicht, sie wird
» überlastet.
» Was genau passiert, hängt von der Spannungsquelle ab.
» 12V / 10A gehen, die Spannungsquelle wird nur mit dem Strom belastet, die
» die Last zieht. Man könnte also 10 solcher Lasten gleichzeitig
» anschließen.
»
» Ich nutze hier absichtlich nicht das Wort Verbraucher, Energie lässt sich
» nicht
» verbrauchen, sondern nur umwandeln.
»
» Mikee
So sicher kann man das nicht behaupten, wenn man die Last nicht kennt.
Gibt z.B. durchaus KFZ USB Ladegeräte. Die kannst du sowohl an 24V anschließen als auch an 12 und die funktionieren sicher auch noch bei 8V und ziehen an all diesen Spannungen die gleiche Leistung:-D

sodokuh

19.02.2020,
15:33

@ Mikee

Verständnissefrage Spannung, Strom und Leistung

Hallo und Danke für Eure Antworten!

"Gegenfrage: Was passiert, wenn Du eine 12V Autoglühlampe an 230V anschließt?"
Antwort: Die Autoglühlampe brennt durch - aber auch nur, wenn der Strom nicht begrenzt wird. Könnte man in diesem Fall nicht einfach den Strom auf einen Wert reduzieren (z.B. mit einem Labornetzteil), das sie ganz normal leuchtet?

Das Beispiel mit dem Motor von Pitsch leuchtet mir ein. Ich kann das nur nicht auf andere "Verbraucher" umsetzen.

Irgendwie geht bei mir kein Licht auf bei dem Thema.

Kendiman(R)

19.02.2020,
15:40

@ sodokuh

Verständnissefrage Spannung, Strom und Leistung

» Ich habe ein Verstännisfrage zum Thema Spannung, Strom und Leistung.
»
» Mal angenommen, Verbraucher X benötigt für den korrekten Betrieb 12V und
» 1A. Das sind also 12W.
» Wäre es dann auch möglich, eine Spannungsquelle von 6V und 2A zu verwenden?
» Denn das Ergebnis (6 * 2 = 12) ist ja ebenso 12W?
»
» Ich würde mich über eine Erläuterung freuen. Vielen Dank

Strom, Spannung und Leistung allein kann man nicht einzeln
betrachten. dazu gehört auch noch der Widerstand.
Eine Glühlampe hat einen Glühfaden.
Dieser Glühfaden hat einen Widerstand.
Den Widerstand hat der Hersteller so berechnet und gewählt,
dass bei 12 V genau ein Strom von 1 A fließt.
Damit hat die Glühlampe eine Leistung von 12 W
Eine Glühlampe für 6 V und 12 W hat einen anderen
Widerstand. Dieser Widerstand muss so bemessen sein,
dass bei 6 V ein Strom von 2 A fließen kann.
Der Widerstand bestimmt bei welcher Spannung wieviel
Strom fließt.
Das ist das "Ohmsche Gesetz".

» Mal angenommen, Verbraucher X benötigt für den korrekten Betrieb 12V und
» 1A. Das sind also 12W.
» Wäre es dann auch möglich, eine Spannungsquelle von 6V und 2A zu verwenden?

Ja, das ist möglich. Man muss nur den Widerstand ändern.

sodokuh

19.02.2020,
17:23

@ sodokuh

Verständnissefrage Spannung, Strom und Leistung

Kendiman, danke für Deine Erklärung, jetzt wird's langsam klarer.

"Ja, das ist möglich. Man muss nur den Widerstand ändern."
Müsste man dann den Widerstand erhöhen oder verringern? Verringern oder? Aber wieso sollte dann die Spannung sinken (6V) bei geringerem Widerstand und gleichzeitig der Strom großer werden (2A)?

Vorallem benötigt eine 1A Lampe ja 1A. Und bei 6V und 2A haben wir ja 2A, was höher ist und somit würde die Lampe ja durchbrennen - nur die Leistung ist am Ende dieselbe. Das verstehe ich nicht. Das einzige wie ich mir das erklären könnte ist das es auf die Leistung (12W) ankommt, statt auf den Strom (2A). Versteht ihr mein Problem?

Gibt es irgendwo gute Literatur dazu? Oft findet man diese Wassermodelle, die bringen mir aber nicht viel, da Strom nunmal Strom ist und Wasser bleibt wasser. Irgendwie versuche ich das schon seit gezeiten zu begreifen, aber irgenwie habe ich da eine Blockade.

Pitsch

19.02.2020,
18:19

@ sodokuh

Verständnissefrage Spannung, Strom und Leistung

» Kendiman, danke für Deine Erklärung, jetzt wird's langsam klarer.
»
» "Ja, das ist möglich. Man muss nur den Widerstand ändern."
» Müsste man dann den Widerstand erhöhen oder verringern? Verringern oder?
» Aber wieso sollte dann die Spannung sinken (6V) bei geringerem Widerstand
» und gleichzeitig der Strom großer werden (2A)?
»
» Vorallem benötigt eine 1A Lampe ja 1A. Und bei 6V und 2A haben wir ja 2A,
» was höher ist und somit würde die Lampe ja durchbrennen - nur die Leistung
» ist am Ende dieselbe. Das verstehe ich nicht. Das einzige wie ich mir das
» erklären könnte ist das es auf die Leistung (12W) ankommt, statt auf den
» Strom (2A). Versteht ihr mein Problem?

Du vergleichst hier wieder Aepfel mit Birnen. Eine 1A Lampe zieht 1A aus dem 12V Netz. Das ist klar.
Wenn Du die selbe Lampe aber an 6V anschliesst, brennt Sie nicht durch, sondern Sie brennt nur schwächer, sie zieht verhältnissmässig sicher etwas mehr Strom, als rechnerisch einfach von 12V auf 6V zu erwarten wäre. Weil der Draht-Wiederstand, nimmt ja mit steigender Temeratur zu. Aber Sie zieht auf keinen Fall 2A, was den Draht tatsächlich durchbrennen würde. Es besteht immer ein Gleichgewicht zwischen Spannung und Strom, an einem Vergleichbaren Wiederstand. Eine Lampe, für 6V und 2A, würde auch nicht durchbrennen, weil Sie ja für diese Werte geschaffen wurde. Da stellt sich wieder das Gleichgewicht ein.

Mit freundlichen Grüssen! Pitsch

Kendiman(R)

19.02.2020,
18:26
(editiert von Kendiman
am 19.02.2020 um 20:23)


@ sodokuh

Verständnissefrage Spannung, Strom und Leistung

» Müsste man dann den Widerstand erhöhen oder verringern? Verringern oder?

Wenn man mehr Strom fließen lassen will, dann muss man entweder
die Spannung (der elektrische Druck) erhöhen oder den
Widerstand ( Querschnitt ) verkleinern.
Machen wir mal ein Beispiel:
ein Wasserschlauch hat einen gewissen Querschnitt. ( Das ist gleich dem Widerstand)
Durch ihn fließt eine Menge Wasser (der Wasserstrom)
Will man die Wasserstrom erhöhen, dann gibt es 2 Möglichkeiten.
1. den Wasserdruck (vergleichbar mit der elektrischen Spannung) erhöhen.
je höher der Druck um so mehr Wasser fließt
2. oder dem Querschnitt des Wasserschlauchs vergrößern.
Ein dickerer Schlauch hat einen geringeren Widerstand. Es fließt mehr.

So machen es auch die Hersteller von Glühlampen.
Sie legen zuerst fest für welche Spannung die Glühlampe benutzt werden soll.
Dann wählen sie die Leistung, die die Glühlampe haben soll.
Daraus errechnen sie den notwendigen Strom
Beispiel:
Spannung U soll 24 V und die Leistung P soll 12 W sein.
Der Strom berechnet sich wie folgt:
Strom I = Leistung P / Spannung U
I = P / U
I = 12 Watt / 24 Volt = 0,5 Ampere
Jetzt muss noch der Widerstand R berechnet werden.
Widerstand R = Spannung U / Strom I
R = U / I
R = 24 V / 0,5 A = 48 Ohm
Der Glühdraht muss also einen Widerstand von 40 Ohm haben.

Bei eine 230 V Glühlampe mit 12 Watt (gleiche Leistung) darf nur ein Strom
vom 0,0522 A ließen.
der Widerstand muss 4408 Ohm haben.
Spannung ist größer dafür der Strom kleiner
Kleinerer Strom = größerer Widerstand
Zu den Büchern:
es gibt nicht das Buch das alles erklärt und du alles verstehen wirst.
Lies möglichst viele Bücher. irgendwo bleibt etwas hängen, was dir
weiter hilft.
Ich habe die Elektrotechnik auch nicht in 4 Wochen gelernt

sodokuh

19.02.2020,
20:26

@ Kendiman

Verständnissefrage Spannung, Strom und Leistung

Beim Beispiel von Kendiman mit dem Strom verhält es sich anders als beim Wasser:
Bsp. Strom:
"Wenn man mehr Strom fließen lassen will, dann muss man [...] den
Widerstand ( Querschnitt ) verkleinern."

Bsp. Wasser:
"Will man die Wasserstrom erhöhen, dann gibt es 2 Möglichkeiten.
1. [...]
2. oder dem Querschnitt des Wasserschlauchs vergrößern.
Ein dickerer Schlauch hat einen geringeren Widerstand. Es fließt mehr.

Also lässt sich das nicht miteinander vergleichen. Das ist eben das Problem mit dem Wassermodell, es ist nicht vergleichbar mit elektrischem Strom. Oder habe ich was falsch verstanden?

Offroad GTI(R)

19.02.2020,
20:34
(editiert von Offroad GTI
am 19.02.2020 um 20:37)


@ sodokuh

Verständnissefrage Spannung, Strom und Leistung

» Also lässt sich das nicht miteinander vergleichen. Das ist eben das Problem
» mit dem Wassermodell, es ist nicht vergleichbar mit elektrischem Strom.
» Oder habe ich was falsch verstanden?
Es kommt jeweils auf die Pumpe an. Eine ideale Wasserpumpe hat eine konstante Verdrängung und damit auch einen konstanten Durchfluss. Der Leitungsquerschnitt wirkt sich dann nur auf die Fließgeschwindigkeit aus.
Also hast du schon Recht, die Strom-Wasser-Analogie stößt schnell an ihre Grenzen.

Dazu gibt es "Elektrische Pumpen" auch in der Ausführung ideale und reale Strom- und Spannungsquelle.

Überhaupt noch nicht betrachtet bei der Geschichte hier sind Schaltnetzteile. Wird es als ideal angesehen, ist das Produkt aus Strom und Spannung konstant. So dass du sagen kannst 12V*1A=6V*2A=12W

Ob dir das jetzt weiter hilft...:lookaround:

bigdie(R)

19.02.2020,
21:10

@ sodokuh

Verständnissefrage Spannung, Strom und Leistung

» Ein dickerer Schlauch hat einen geringeren Widerstand. Es fließt mehr.
»
» Also lässt sich das nicht miteinander vergleichen. Das ist eben das Problem
» mit dem Wassermodell, es ist nicht vergleichbar mit elektrischem Strom.
» Oder habe ich was falsch verstanden?
Kann man schon vergleichen, ein dickerer Draht, gleiches Material vorausgesetzt, hat auch weniger Widerstand, genau wie der dickere Schlauch. Der hat weniger Strömungswiderstand.

sodokuh

19.02.2020,
22:57

@ bigdie

Verständnissefrage Spannung, Strom und Leistung

Aber das:

» » Wenn man mehr Strom fließen lassen will, dann muss man [...] den Widerstand ( Querschnitt ) verkleinern.

passt doch nicht zuasammen mit:

» » Kann man schon vergleichen, ein dickerer Draht, gleiches Material vorausgesetzt, hat auch weniger Widerstand, genau wie der dickere Schlauch. Der hat weniger Strömungswiderstand.


Das ist doch widersprüchlich. Zuerst wird gesagt geringer Querschnitt = geringerer Widerstand = mehr Strom. Dann aber wird gesagt dicker Drat = weniger Widerstand = mehr Strom.

Was ist nun richtig? Oder bin ich nun völlig blöd geworden?

sodokuh

19.02.2020,
23:17

@ sodokuh

Verständnissefrage Spannung, Strom und Leistung

Es sei denn es ist so gemeint:
» » Wenn man mehr Strom fließen lassen will, dann muss man [...] den Widerstand verkleinern.

Statt so wie es im Original geschrieben steht:
» » Wenn man mehr Strom fließen lassen will, dann muss man [...] den Widerstand[ ( Querschnitt ) verkleinern.

Denn durch das Wort "Querschnitt" könnte der Eindruck entstehen, dass damit gemeint ist, dass der Widerstand durch einen geringeren Querschnitt verringert werden kann. Aber Kendiman hat das "(Querschnitt)" wahrscheinlich nur deshalb mit eingefügt, um anzugeben das der Widerstand durch den Querschnitt veränderbar ist. Aber der wollte nicht damit sagen, das ein geringerer Querschnitt zu einem geringerem Widerstand führt. Richtig? Dann passt das natürlich zusammen und ergibt Sinn.

schaerer(R)

Homepage E-Mail

Zürich (Schweiz),
20.02.2020,
08:20

@ sodokuh

Mut zu "12V Autoglühlampe an 230V"....

» Hallo und Danke für Eure Antworten!
»
» "Gegenfrage: Was passiert, wenn Du eine 12V Autoglühlampe an 230V
» anschließt?"
» Antwort: Die Autoglühlampe brennt durch - aber auch nur, wenn der Strom
» nicht begrenzt wird.

Wenn mit 230V das Hausnetz gemeint ist, könnte es auch die Sicherung "raushauen", weil der Glühfaden der 12V-Autoglühlampe recht dick ist und so der massive Überstrom, wenn auch nur sehr kurzzeitig, dafür ausreicht.

Probieren geht über studieren, aber nicht immer. Hier besser nicht probieren! Oder wenn doch, dann vorzugsweise mit massiver Schutzbrille und am besten auch gleich einen Schutzhelm.
Worstcasedenken ist angesagt! :-P :ok:

--
Gruss
Thomas

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