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Win-User(R)

21.06.2020,
15:05
(editiert von Win-User
am 21.06.2020 um 15:41)
 

Leistung von Widerständen. (Elektronik)

Hallo zusammen,
ich möchte für ein VDE 0100-600 Messgerät einen Simulator mit einigen Widerständen bauen.

Niederohm Messung.
Üblich sind Spannungen von 4 V - 24 V

Geprüft wird mit einem Stom von > 200 mA

Mache ich jetzt einen Aufschlag auf 250 mA, da die Geräte etwas über den Min. 200 mA liegen.
P = U*I komme ich auf 24 V * 0,25 A = 6 Watt.

Ist das der Wert für den Prüfwiderstand?

Da der Strom nur wenige Sekunden fließt, wäre das Überdimensioniert.
Als üblichen Wert würde ich 5 W Widerstände nehmen.
Geht auch noch weniger? 0,25 Watt habe ich noch jede Menge.

Edit
Habe mal einen 0,25 W 10 Ohm praktisch versucht. Die Messung geht so schnell, da kann nichts Warm werden.
Auch wird bei 10 Ohm schon der Strom < 200 mA heruntergeregelt.
Um Gute Werte zu Simulieren brauche ich Widerstände < 1 Ohm da helfen die alten in der meiner Kiste nichts.

Hartwig(R)

21.06.2020,
15:42
(editiert von Hartwig
am 21.06.2020 um 15:46)


@ Win-User

Leistung von Widerständen.

Hallo,
eher liegst Du mit dem Widerstand mit 6W Nennbelastbarkeit zu niedrig! Die Belastbarkeit bezieht sich auf eine Temperatur von 25°C, nun erwärmt sich der WIderstand aber. Für solche Widerstände kann man mit einer Erwärmung von etwa 60° / W ausgehen. Bei 6W hätte der Widerstand dann 360°C + 25°C = 385°C - da wird er rauchen! Wären laut DB z.B. 300°C als maximale Temperatur zulässig, wäre die Rechnung (300[°] - 25[°]) / 60 [°/W] = 4,58W. Viele Drahtwiderstände verkraften höhere Temperaturen, nur muß die Umgebung das auch abkönnen, irgendwann löten sich die Dinger dann auch selbst aus ;-)
Also einfach mal rechnen und in das Datenblatt schauen, da steht eigentlich alles - Stichwort "Derating". Aber meine Berechnung bezog sich auf das statische Verhalten. Das zeitlich dynamische Verhalten kann man auch berechnen, nur sind die Daten dafür meist nicht im Datenblatt enthalten, denn da spielen dann auch Kühlung und Montage eine größer Rolle. Mal grob geschätzt würde ich eher 12-15W einplanen. Für wenige Sekunden Meßdauer könnten die 6W aber reichen, das ist eben von Einbau und Kühlung abhängig und selbstverständlich auch von der Pausenzeit bei Mehrfachmessungen. Und die Spannungsfestigkeit nich vergessen - wenn Netzspannung im Spiel ist, würde ich nicht unter 500V DC gehen. Aber Deine Anwendung scheint von der Netzspannung isoliert zu sein. Wenn Du es ganz sicher machen willst, könntest Du den Widerstand mit einem Übertemperaturschutzschalter (gibts wahrscheinlich für wenige Cent bei Pollin) versehen.
Grüße
Hartwig

JBE(R)

bei mir zu hause,
21.06.2020,
15:56

@ Win-User

Leistung von Widerständen.

» Hallo zusammen,
» ich möchte für ein VDE 0100-600 Messgerät einen Simulator mit einigen
» Widerständen bauen.
»
» Niederohm Messung.
» Üblich sind Spannungen von 4 V - 24 V
»
» Geprüft wird mit einem Stom von > 200 mA
»
» Mache ich jetzt einen Aufschlag auf 250 mA, da die Geräte etwas über den
» Min. 200 mA liegen.
» P = U*I komme ich auf 24 V * 0,25 A = 6 Watt.
»
» Ist das der Wert für den Prüfwiderstand?
»
» Da der Strom nur wenige Sekunden fließt, wäre das Überdimensioniert.
» Als üblichen Wert würde ich 5 W Widerstände nehmen.
» Geht auch noch weniger? 0,25 Watt habe ich noch jede Menge.
»
» Edit
» Habe mal einen 0,25 W 10 Ohm praktisch versucht. Die Messung geht so
» schnell, da kann nichts Warm werden.
» Auch wird bei 10 Ohm schon der Strom < 200 mA heruntergeregelt.
» Um Gute Werte zu Simulieren brauche ich Widerstände < 1 Ohm da helfen die
» alten in der meiner Kiste nichts.

Hartwig hat dir ja schon Antworten geliefert.

Ich würde den Worst Case Fall annehmen, und den Widerstand für Dauerbetrieb auslegen.

Auch ein Prüfgerät kann mal versagen.

--
Für Gramm-atik, Schreibrechtslinksfehler, Interp(f)unktion, KLEIN und groß Schreibwaren, fragen Sie irren Leerrehr und oder Duden.
:erregt:

Win-User(R)

21.06.2020,
16:18

@ Hartwig

Leistung von Widerständen.

Danke Hartwig für deine Antwort,

In den benötigten Widerstandsbereich habe ich bei Pollin nur Hochlast-Widerstande gefunden.

Die Fangen da erst bei 3 Watt an.

5W und 10 Watt sind im vorgesehen Widerstandsbereich verfügbar.

Ich habe den 0,25 W Widerstand auch mehrfach geprüft. Da wird nichts warm.
Ich möchte keine tausend Messungen hintereinander machen. Ich denke so an bis zu 5 Messungen und dann wieder eine Pause bzw. einen anderen Widerstand.
Ist nur um mein VDE Prüfgerät zu testen, ob es sinnvolle Werte anzeigt und Messungen zu üben. Keine Serienanwendung.


Anders wird das bei der R-Iso Messung. Da werden Praktisch bis zu 500 V und theoretisch bis 1000 V angelegt.
Allerdings auch bei sehr kleinen Strom. Ich habe was von min. 1 mA gelesen.
Haben die Widerstände für höhere Spannung eine bestimmte Bezeichnung? Auch hier komme ich dann auf 1 W und 1000V bzw. bei 500V 0,5 W.
Auch hier ist keine Lange Messdauer nötig.
Finde bei Pollin keine Spannungsangaben für Widerstände im kOhm und MOhm Bereich

xy(R)

E-Mail

21.06.2020,
16:20

@ Win-User

Leistung von Widerständen.

» Ist nur um mein VDE Prüfgerät zu testen, ob es sinnvolle Werte anzeigt und
» Messungen zu üben. Keine Serienanwendung.

Du weißt aber schon welchen Widerstandsbereich man damit misst, bei der PE-Prüfung?

Win-User(R)

21.06.2020,
16:27
(editiert von Win-User
am 21.06.2020 um 16:28)


@ xy

Leistung von Widerständen.

» »
» Du weißt aber schon welchen Widerstandsbereich man damit misst, bei der
» PE-Prüfung?

Ja den 10 Ohm hatte ich gerade. Kann ja auch das Verhalten bei schlechten Werten Simulieren.

Hatte ja geschrieben, dass ich für den benötigten Bereich nur Hochlastwiderstände gefunden habe.
Also einige Werte < 1 Ohm

Hartwig(R)

21.06.2020,
16:43

@ Win-User

Leistung von Widerständen.

Hallo,
die Frage hatte ich anders verstanden - es geht also um einen Testwiderstand <1Ohm bei etwa 250mA. Da kommst Du mit 250mA bei 1Ohm auf ganze 62.5mW.WIderstände <1Ohm sind meist hoch belastbar. Du könntest für 0.25Ohm natürlich 4x 1Ohm parallel schalten. Allerdings wird bei so niedrigen Widerständen die Meßunsicherheit groß, da sich Übergangswiderstände bzw die Widerstände von Meßleitungen bereits bemerkbar machen. Sinnvoll kann man da nur mit 4-Leiter-Messung arbeiten. Aber das ist eine Frage des Meßaufbaues. Wenn es darum geht, nur die Reproduzierbarkeit der Messung des Testwiderstandes unter immer gleichen Bedingungen zu bestätigen, kann man das so machen.
Grüße
Hartwig

Win-User(R)

21.06.2020,
18:23
(editiert von Win-User
am 21.06.2020 um 20:37)


@ Hartwig

Leistung von Widerständen.

Hallo Hartwig,:-)

das Messgerät kann auch über 1 Ohm Messen.

Der Schutzleiter Widerstand wird mit einem Strom > 200 mA gemessen.

Eins meiner Geräte
Wenn der Leiterwiderstand < 2 Ohm hat (inklusive der von der Anzeige herausgerechneter Messleitung) werden die > 200 mA eingehalten.
Liegt der Wert bei > 2 Ohm, wird der von der Norm geforderte Strom von 200 mA. Unterschritten. (> 2 Ohm) kann je nach Messgerät etwas abweichen.

Üblicherweise sind Werte vom Schutzleiterwiderstand < 1 Ohm gut. Dazu kann jedoch noch der Widerstand der Messleitung kommen.
Bei einer 50 m Messleitung, kann also zum Wert der Anlage noch ein Widerstand >1 Ohm für die Messleitung Kommen. Dieser Wert wird mit einem 0 Abgleich herausgerechnet, ist praktisch jedoch in der Messung enthalten. ...


Wenn ich auch schlechte Werte Prüfen möchte, sollte das Messgerät mit Simulator auch über die 2 Ohm Werte Messen können.
Dabei reduziert sich jedoch eben der Strom.

Ich hatte im Eingangsbeitrag mit einer max. zulässigen Spannung von 24 V gerechnet. Das war wohl falsch gedacht.

Bei einem 1 Ohm Widerstand hat mein Messgerät 207 mA angezeigt.
Bei einem 10 Ohm Widerstand nur noch 149 mA
Also Sinkt der Strom bei höherem Widerstand.
Bei einer 10 m Messleitung mit 0,26 Ohm wird die Messung auch mit 207 mA ausgeführt.
Da waren 250 mA schon hoch gegriffen.



Pollin

Hochlast-Drahtwiderstand, 10 W, 0,33 Ohm, 5% Betriebstemperatur: -30 °C - +155 °C Bestellnr.: 221359
Und einige andere Werte in dem Bereich
Eigentlich würde für 0,33 Ohm dann ein 1/4 Watt reichen. Es kann jedoch noch je nach Simulation die Messleitung mit 1 - 1,2 Ohm dazu kommen.


Da andere Messgeräte etwas andere Werte haben, gehe ich von 250 mA aus.
Ich denke ein Messbereich von 10 Ohm oder sogar 5 Ohm den ich testen möchte, sollte reichen.
Wäre ich bei < 1 Watt die dazu nötig wären. Ohne zu berücksichtigen, das bei 10 Ohm sowieso nur 149 mA verwendet wurden.

Da reichen sowohl die 5 wie die 10 W Widerstände von Pollin.

Bleibt die Farge ob 5% reichen? Die > 1 Ohm Widerstände haben teilweise 1 %

Dann schreibst du Zitat "Für solche Widerstände kann man mit einer Erwärmung von etwa 60° / W ausgehen"
Wie Passt dazu der Polin Widerstand 10 W und nur 155 °C

Hartwig(R)

21.06.2020,
21:28

@ Win-User

Leistung von Widerständen.

» Hallo Hartwig,:-)
Hallo nochmal,

» Ich hatte im Eingangsbeitrag mit einer max. zulässigen Spannung von 24 V
» gerechnet. Das war wohl falsch gedacht.

ja, das wäre die Gesamtleistung gewesen, deren Angabe für den Widerstand ließ mich eine andere Meßschaltung vermuten, das ist nicht so klar herübergekommen.
»
» Da waren 250 mA schon hoch gegriffen.

Bei solchen Tests würde ich niemals die "real-normalen" Parameter annehmen, sondern immer das, was maximal auftreten kann. Also die 250mA würde ich auf jeden Fall als Ausgangswert nehmen.

» Pollin
»
» Hochlast-Drahtwiderstand, 10 W, 0,33 Ohm, 5% Betriebstemperatur: -30 °C
» - +155 °C Bestellnr.: 221359
» Und einige andere Werte in dem Bereich
» Eigentlich würde für 0,33 Ohm dann ein 1/4 Watt reichen. Es kann jedoch
» noch je nach Simulation die Messleitung mit 1 - 1,2 Ohm dazu kommen.

Die Meßleitung stellt selbst einen WIderstand dar und erzeugt somit Wärme. Bleibt der Meßstrom gleich, wirkt sich das also nicht auf den Prüfwiderstand aus.
»
»
» Da andere Messgeräte etwas andere Werte haben, gehe ich von 250 mA aus.
» Ich denke ein Messbereich von 10 Ohm oder sogar 5 Ohm den ich testen
» möchte, sollte reichen.
» Wäre ich bei < 1 Watt die dazu nötig wären. Ohne zu berücksichtigen, das
» bei 10 Ohm sowieso nur 149 mA verwendet wurden.

Für die Messung so kleiner Widerstände ist ein Konstantstrom üblich. Die Stromquelle Deiner Meßgeräte ist aber alles andere als "ideal" - weil der Strom bei steigendem Lastwiderstand sinkt. Ich würde die Dimensionierung eines Prüfwiderstandes nicht auf einer solchen Stromquelle aufbauen. Schließlich sagt die Vorschrift meines Wissens >200mA, wobei ich jetzt nicht den dazugehörigen Meßbereich kenne.
»
» Da reichen sowohl die 5 wie die 10 W Widerstände von Pollin.

ja, das sehe ich auch so. Bei 10 Ohm wären das bei 250mA also 2,5W.
»
» Bleibt die Farge ob 5% reichen? Die > 1 Ohm Widerstände haben teilweise 1
» %
Jetzt kommt es darauf an, was Du genau willst: Geht es Dir darum, Deine Meßtechnik auf Funktion zu überwachen, dann spielt die Toleranz keine Rolle. Die Toleranz beschreibt ja den systematischen Fehler, der durch die Abweichung vom Nennwert gegeben ist, er sollte über die Zeit gleich sein. Bei der initial ersten Messung sollte der Nennwert unter Berücksichtigung der Genauigkeitsklasse des Messgerätes und der Toleranz des Widerstandes eingehalten werden. Bei Routinemäßigen Folgemessungen unter immer gleichen Bedingungen sollten sich dann keine Messungen auftreten, die signifikant außerhalb des Klassenbereiches des Meßgerätes liegen.
Zur Kalibration des Gerätes wären Widerstände erforderlich, deren Wert mit hoher Genauigkeit angegeben ist. Je nach Anforderung sollte die Genauigkeit des Widerstand um ein vielfaches die des zu kalibrierenden Gerätes übertreffen. Ich gehe aber in Deinem Fall davon aus, das die Geräte ohnehin in den richtigen Abständen nach Vorschrift geprüft und kalibriert werden.
»
» Dann schreibst du Zitat "Für solche Widerstände kann man mit einer
» Erwärmung von etwa 60° / W ausgehen"
» Wie Passt dazu der Polin Widerstand 10 W und nur 155 °C

Meine Angabe bezog sich auf Widerstände mit ~5W. Bei 10W-Widerständen dieser Bauart (Betonklötze!) kannst Du von etwa 25 [°/W] ausgehen. Was mich allerdings irritiert ist die Temperaturangabe von 155°. Diese Widerstände liegen in der Maximaltemperatur allgemein über 300°C. Wahrscheinlich also eher ein Fehler im Katalog. Nun verkauft Pollin oft Restbestände - da gibt es nicht immer Datenblätter. Aber bei Elektronikdistributoren oder Versendern wie Reichelt und Conrad sind die i.A. verlinkt. Also einfach dort mal bei ähnlichen Widerständen nachsehen.

Grüße
Hartwig

Win-User(R)

21.06.2020,
23:07
(editiert von Win-User
am 21.06.2020 um 23:59)


@ Hartwig

Leistung von Widerständen.

Hallo Hartwig,:-) Danke


» ja, das sehe ich auch so. Bei 10 Ohm wären das bei 250mA also 2,5W.

So habe ich auch erst gerechnet. Und später berichtigt.
Wäre nicht I² * R richtig?
Also 250 mA ² * 10 Ohm = 0,625 W ?

Ja, Kalibrieren wollte ich nicht.
- Nur sehen ob die Geräte noch richtig Anzeigen Vergleichswerte der ersten Messung.
- Vergleich verschiedener Messgeräte.
- Übung der Prüfung genaue Widerstände nicht nötig

Bei Pollin finde ich einzelne Widerstände. Bei Voelkner oft nicht einzeln zu bekommen.
Bei beiden habe ich gelegentlich was dazu zu bestellen.
Conrad ist oft teuer. Da rechnet sich keine Bestellung für 5 Widerstände ...

Ohne jetzt genau in die Bereiche der verfügbaren Widerstände zu gehen.
Beispiel
Hochlast-Drahtwiderstand, 10 W, 0,47 &#937; , 5% Bestellnr.: 221360
Hochlast-Drahtwiderstand, 10 W, 0,15 &#937; , 5% Bestellnr.: 221356
Hochlast-Widerstand, 2,2 Ohm - 3 W - axial - 10 Stück 10 Stück Bestellnr.: 220816
Einen 1 Ohm habe ich noch da steht WD25 drauf.

Durch Reihenschaltung sind dann weitere Werte möglich.
Damit wäre selbst der größte mit möglichen 3 W bei 2,2 Ohm und 250 mA mit 0,1375 gerechneten Watt ausreichend.

Nur wenn ich die Spannung dazu rechne, kommt das nicht ganz hin.
Da das Messgerät eine Spannung zwischen 4 und 24 V haben soll .... Oder ich hatte dazu eine falsche Quelle.

Edit Leerlaufspannung: 4 < V0 < 24V steht bei einem Gerät dabei in der Anleitung. Also kann es doch bei Belastung weniger werden.


Durch Reihenschaltung hätte ich dann noch Zwischenwerte.:-)
Durch die Reihenschaltung erwärmt sich ein Widerstand auch nicht so stark.

Hartwig(R)

22.06.2020,
09:02

@ Win-User

Leistung von Widerständen.

Hallo
» » ja, das sehe ich auch so. Bei 10 Ohm wären das bei 250mA also 2,5W.
das ist natürlich totaler Quatsch!
» So habe ich auch erst gerechnet. Und später berichtigt.
» Wäre nicht I² * R richtig?
» Also 250 mA ² * 10 Ohm = 0,625 W ?
klar, so stimmt es!! hatte da wohl einen Blackout ;-)
»

»
» Ohne jetzt genau in die Bereiche der verfügbaren Widerstände zu gehen.
» Beispiel
» Hochlast-Drahtwiderstand, 10 W, 0,47 &#937; , 5% Bestellnr.: 221360
» Hochlast-Drahtwiderstand, 10 W, 0,15 &#937; , 5% Bestellnr.: 221356
» Hochlast-Widerstand, 2,2 Ohm - 3 W - axial - 10 Stück 10 Stück
» Bestellnr.: 220816
» Einen 1 Ohm habe ich noch da steht WD25 drauf.
letzterer evtl. 25W
»
» Durch Reihenschaltung sind dann weitere Werte möglich.
» Damit wäre selbst der größte mit möglichen 3 W bei 2,2 Ohm und 250 mA mit
» 0,1375 gerechneten Watt ausreichend.

Bei 250mA hättest Du 1W an 16 Ohm.
damit will ich sagen, dass Du mit 3W-Widerständen den Bereich bis 10-15 Ohm sicher abdecken kannst. Wobei die Meßgenauigkeit bei hohen Werten weniger relevant wird, da es ohnehin ein Fehlerfall wäre. Wichtig ist die genaue Erfassung der Grenzwerte.

bei geschickter Wahl der Widerstandswerte und evtl. steckbarer Kombination (Reihe/parallel) sollte es möglich sein, die Messung in den relevanten Bereiche zu überprüfen (OK/ Fehler), darauf kommt es an.

Eigentlich sollte man sich bei derartigen Messgeräten auf deren korrekte Funktion verlassen können, regelmäßige Überprüfungen vorausgesetzt. Ist das nicht der Fall, so muss man sich über die Qualität der Geräte Gedanken machen, Ich würde den Aufwand also nicht übertreiben.
»
» Durch Reihenschaltung hätte ich dann noch Zwischenwerte.:-)
» Durch die Reihenschaltung erwärmt sich ein Widerstand auch nicht so stark.

im Bereich um und unter 10 Ohm und mit 2-3W-Widerständen spielt das keine Rolle mehr.

Grüße
Hartwig

Win-User(R)

22.06.2020,
12:42
(editiert von Win-User
am 22.06.2020 um 12:45)


@ Hartwig

Leistung von Widerständen.

:-) Danke Hartwig für die Infos,

die gleiche Aufgabe habe ich für die Iso Messung.

Hier liegt der Messbereich allerdings im kOhm und Mohm Bereich.
Die Strome sind auch im Einstelligen mA Bereich.
Spannungen bis 1000 V + etwas Zuschlag für die Genauigkeit
Messungen bis etwa 60 Sekunden
Hast du hier Vorschläge?
PS was hältst du von einem Poti?
Super Hilfe hier von dir.:-)
Gruß Win-User

Hartwig(R)

22.06.2020,
14:15

@ Win-User

Leistung von Widerständen.

Hallo,
» Hier liegt der Messbereich allerdings im kOhm und Mohm Bereich.
» Die Strome sind auch im Einstelligen mA Bereich.
» Spannungen bis 1000 V + etwas Zuschlag für die Genauigkeit
» Messungen bis etwa 60 Sekunden
» Hast du hier Vorschläge?
Siehe unten..
» PS was hältst du von einem Poti?
Nichts!!!, da schlecht reproduzierbar und in der erforderlichenn Spannungsfestigkeit auch nicht einfach zu bekommen.
Es geht ja wohl auch hier wieder um eine reine Kontrolle. Also für “OK / Fehler“ je einen Widerstandswert bestimmen. Bei den Widerständen auf die max. Betriesspannung achten, normal sind z.B. 300V! Also entweder HV-Widerstände oder 5 mit max. 300V in Reihe. Und auf vernünftige Isolierung achten.

Win-User(R)

03.07.2020,
20:45
(editiert von Win-User
am 04.07.2020 um 23:58)


@ JBE

Leistung von Widerständen.

Hallo zusammen,

Ich habe jetzt die Test Box für einfache Widerstände Fertig.
- Keine Iso-Messung
- keine Fremdspannung mit Batterie wie im andern Thema.
Dafür gibt es extra was. Hatte kein Platz mehr.

Messgerät gestern geprüft, auch bei 0,1 Ohm wurden gute Werte angezeigt.
Heute je nach Messleitung andere Werte. Auch, wenn Leitung kalibriert.
Je nach Messgerät auch noch unterschiedlich genau
Der 0,1 Ohm Wert ist wohl Grenzwertig. Jetzt noch mal geprüft. Beide Geräte 0,14 Ohm war auch schon höher Richtung 0,2 Ohm

Ab 0,2 Ohm sinnvolle Werte

Das ist wohl wieder der Unterschied wischen Anzeigebereich und Messbereich nach IEC.
Messbereich ab 0,12 Ohm steht auf einem Gerät, lesen ab 0,01 Ohm

Bei einem 2,4 Ohm Widerstand
+ 2,42 Ohm 201 mA
- 240 Ohm 194 mA
WISO ist bei dem kleineren Widerstand der kleinere Strom?
Ich hätte es umgekehrt erwartet

Edit selbst 2 Stück parallel = 0,1 zeigen noch sinnvolle Werte an. Ca 0,06 Ohm