ich hätte da einige Fragen zum guten alten Dynamo.
Seit einiger Zeit bin ich stolzer Besitzer eines Nabendynamos an meinem Fahrrad und mir ist folgendes aufgefallen.
Schon mit relativ geringer Geschwindigkeit (ca. 10 km/h) habe ich recht ordentliches Licht, das sich leicht verstärkt, bis ich so ca. 20 km/h fahre. Dann habe ich keine merkliche Änderung mehr.
Nach Lektüre eines Physikbuches glaube ich folgendes verstanden zu haben:
Die Spannung ist eine geometrische Konstante, die von der Anzahl der Wicklungen abhängt.
Der Strom stellt sich über die Umdrehung ein und läuft auf ein Maximum aus, das auch über geometrische Faktoren bestimmt ist (Größe der Spule, bzw. Stärke des Magneten).
Daher krieg ich bei höheren Geschwindigkeiten wahrscheinlich nur noch eine Wärmeentwicklung im Gernerator.
klingt toll, die Lösung ist aber meines Wissens „etwas“ einfacher: da ist ganz simpel ein „Überspannungs-Schutz“ drin (Diode oder ähnliches) um Überspannungen an der Lampe zu vermeiden. Letzten Endes wird die Überschüssige Energie sicherlich irgenwo in Wärme enden…wer weiss, wer weiss hehe
Viele Grüße
Carsten
[Bei dieser Antwort wurde das Vollzitat nachträglich automatisiert entfernt]
Die Spannung ist eine geometrische Konstante, die von der
Anzahl der Wicklungen abhängt.
und von der flußdichte des magnetfeldes:
U = n * B * dA/dt
dA/dt repräsentiert die drehzahl. je höher die ist, umso höher ist auch die spannung. theoretisch kann die spannung also unendlich werden.
Der Strom stellt sich über die Umdrehung ein und läuft auf ein
Maximum aus, das auch über geometrische Faktoren bestimmt ist
(Größe der Spule, bzw. Stärke des Magneten).
der strom stellt sich im wesentlichen über den ohmschen widerstand deiner lampe und der dynamowicklung ein und hängt natürlich auch von der erzeugten spannung ab: I = U/R.
Daher krieg ich bei höheren Geschwindigkeiten wahrscheinlich
nur noch eine Wärmeentwicklung im Gernerator.
die kriegst du weniger in der generatorspule als vielmehr in einer parallel zur lampe geschalteten z-diode, die bei einer definierten spannung (z.b. 5,6V für’s fahrrad) durchbricht und so die spannung konstant hält.
die lampe wird dann nicht mehr heller, auch wenn du schneller fährst.
ich hätte da einige Fragen zum guten alten Dynamo.
Seit einiger Zeit bin ich stolzer Besitzer eines Nabendynamos
an meinem Fahrrad und mir ist folgendes aufgefallen.
Schon mit relativ geringer Geschwindigkeit (ca. 10 km/h) habe
ich recht ordentliches Licht, das sich leicht verstärkt, bis
ich so ca. 20 km/h fahre. Dann habe ich keine merkliche
Änderung mehr.
Hast Du relativ „neue Beleuchtung“, nicht älter als ca.5-6Jahre?
Dann hat Carsten recht, mit seiner Annahme, das im Scheinwerfer eine Z-Diode eingebaut ist.
Diese soll verhindern, das durch zu hohe Spannung, die Lampe im Scheinwerfer „durchbrennt“ und wenn doch (Alterungs bedingt), daß beim Rücklicht auch die Lampe, auch durchbrennt.
Nach Lektüre eines Physikbuches glaube ich folgendes
verstanden zu haben:
Die Spannung ist eine geometrische Konstante, die von der
Anzahl der Wicklungen abhängt.
Der Strom stellt sich über die Umdrehung ein und läuft auf ein
Maximum aus, das auch über geometrische Faktoren bestimmt ist
(Größe der Spule, bzw. Stärke des Magneten).
Hallo Gandalf
bei den "alten ganz normalen " Dynamos ist es so daß durch den Induktiven widerstand des Dynamos der ja größer wird bei steigender Drehzahl durch die Steigende Frequenz de Spannungsabfall größer wird.
Ob das bei Nabendynamos auch so ist weiß ich nicht.
dA/dt repräsentiert die drehzahl. je höher die ist, umso höher
ist auch die spannung. theoretisch kann die spannung also
unendlich werden.
Nicht wirklich.
Hast Du die LENZsche Regel vergessen:
Uind = - N dPHI/dt. (nicht + N dPHI/dt).
Unendlich wäre nur mnöglich, wenn sich die Feldgrößen entsprechend steigern ließen. Das ist aber selbst theoretisch nicht möglich, auf Grund der Materialgleichungen, sprich, Magnetwerkstoffe gehen immer früher oder später in die Sättigung und dann steigert sich die Induktion nicht mehr - selbst ein weiteres drastisches Anwachsen der magnetischen Feldstärke H ist nicht mehr drin.
der strom stellt sich im wesentlichen über den ohmschen
widerstand deiner lampe und der dynamowicklung ein und hängt
natürlich auch von der erzeugten spannung ab: I = U/R.
Bekommt aber bei steigender Drehzahl einen immer größer werdenden Blindanteil (Magnetisierungsstrom), der auch einen entsprechenden Spannungsabfall bewirkt.
Das mit der Zener-Diode wußte ich gar nicht - ich hab wohl bisher immer miese Gerätschaften bekommen, denn wenn man im Dunkeln das Dorf hinunterprescht mit 30 oder 40 war plötzlich der Ofen aus beim Licht …
Nach Lektüre eines Physikbuches glaube ich folgendes
verstanden zu haben:
Die Spannung ist eine geometrische Konstante, die von der
Anzahl der Wicklungen abhängt.
Der Strom stellt sich über die Umdrehung ein und läuft auf ein
Maximum aus, das auch über geometrische Faktoren bestimmt ist
(Größe der Spule, bzw. Stärke des Magneten).
Jein. Von Konstante zu sprechen, ist doch ziemlich gewagt, denn
wenn ich so ans Fahrradfahren denke, ist da U eine deutliche Funktion der Zeit. u = f(t) = u(t). Es sei denn, man fährt immer exakt gleich schnell …
Stichwort Geometrie: Stimmt schon irgendwie.
Das Induktionsgesetz lautet Uind = - N dPHI/dt, wobei PHI der magnetische Fluß ist.
Der wiederrum hängt mit der Induktion (magnetische FlußDICHTE) über die (Querschnitts-)Fläche zusammen.
Für gewisse Annahmen und Näherungen kann man PHI = B * A sagen; eigentlich ist es ein Flächenintegral.
A ist hierbei schon eine geometrische Größe, während sich B über B = µ * H als Feldstärke schreiben läßt, die wiederum über das Durchflutungsgesetz auch irgendwie mit Geometrie zu tun hat.
Man kann also sagen, daß in U gewisse geometrische Komponenten eingehen, es jedoch keinesfalls eine geometrische Konstante ist.
Der Zusammenhang mit den Windungen ist sogar direkt proportional (sieht man schon am Ind.-gesetz), weil der verkettete Fluß PSI entsprechend der Windungszahl größer wird.
Beim Strom hast Du recht: Hier sollte man vorallem die Stromdichte nicht vergessen, einhergehend mit der Wärementwicklung.
Des weiteren kann man den obigen Formelsalat auch noch weiter zurückrechnen über den magnetischen Widerstand bis zur Durchflutung und von der Durchflutung kommt man direkt zum Strom.
Dort hangelt man sich also durch den gleichen Geometriekram.
dA/dt repräsentiert die drehzahl. je höher die ist, umso höher
ist auch die spannung. theoretisch kann die spannung also
unendlich werden.
Nicht wirklich.
Hast Du die LENZsche Regel vergessen:
Uind = - N dPHI/dt. (nicht + N dPHI/dt).
Das Vorzeichen ist hier nicht von so großer Bedeutung.
Unendlich wäre nur mnöglich, wenn sich die Feldgrößen
entsprechend steigern ließen. Das ist aber selbst theoretisch
nicht möglich, auf Grund der Materialgleichungen, sprich,
Magnetwerkstoffe gehen immer früher oder später in die
Sättigung und dann steigert sich die Induktion nicht mehr -
selbst ein weiteres drastisches Anwachsen der magnetischen
Feldstärke H ist nicht mehr drin.
Das verwechselst Du offensichtlich etwas. Wie Du selbst geschrieben hast, ist es die Änderung des Flusses, der die Spannung induziert. Der Fluß wird durch einen rotierenden Permanentmagneten erzeugt und ist vom Betrag her weitgehend konstant. Die Änderungsgeschwindigkeit und damit auch die Generatorspannung ist von der Drehzahl abhängig und kann von daher unendlich hoch werden, wenn man mal davon absieht, dass Dir irgendwann der rotierende Magnet um die Ohren fliegt.
der strom stellt sich im wesentlichen über den ohmschen
widerstand deiner lampe und der dynamowicklung ein und hängt
natürlich auch von der erzeugten spannung ab: I = U/R.
Bekommt aber bei steigender Drehzahl einen immer größer
werdenden Blindanteil (Magnetisierungsstrom), der auch einen
entsprechenden Spannungsabfall bewirkt.
Noch gravierender ist, dass der Laststrom in der Statorwicklung das Magnetfeld des Permanentmagneten schwächt. Dadurch ergibt sich eine absolute Obergrenze des Laststromes (wenn der Laststrom das Magnetfeld komplett aufhebt), die nicht überschritten werden kann.
Hallo,
wie Hans Rohrer schon schrieb: Der induktive Widerstand des Dynamos steigt mit steigender Drehzahl, d.h. steigender Frequenz, begrenzt daher die Spg. Das ist die allereinfachste Sache, die Spannung bei steigender Geschwindigkeit zu begrenzen und damit die Birnchen vor dem Durchbrennen zu schützen.
Es ist relativ einfach, die Streuinduktivität des Dynamos hinreichend groß zu machen, die dann einen entsprechenden Spgs.abfall erzeugt. Um das zu verstehen, braucht man nicht einmal große Abhandlungen über Induktionsgesetze u.ä.
Gruß, Stucki
Dann hat Carsten recht, mit seiner Annahme, das im
Scheinwerfer eine Z-Diode eingebaut ist.
sind das also alles Gleichstromdynamos?
Was für eine Frage!
Eine dümmere ist mir nicht eingefallen.
Ich weis nur, das in den meisten Scheinwerfern Z-Diode als
Schutz eingebaut sind.
Genau hingeschaut? Sind es evt. zwei Zenerdioden und zusätzlich zwei Schutzdioden? Oder ist da irgendwo ein Gleichrichter drin?
Oder verwechselst Du am Ende eine Zenerdiode mit einem Einweggleichrichter für eine LED-Leuchte?
Mir ist auch klar, das „Diese“ nur bei einer Halbwelle wirken
können.
Schlimmer: die andere Halbwelle wird kurzgeschlossen. Und zwar auch dann, wenn die Spannung gar nicht zu hoch ist.
Es reicht aber aus, wie die Praxis zeigt.
Wenn die Praxis funktioniert, aber nicht die Theorie, sollte man evt. mal die beiden vergleichen und ggf. die Theorie ändern?
Dann hat Carsten recht, mit seiner Annahme, das im
Scheinwerfer eine Z-Diode eingebaut ist.
sind das also alles Gleichstromdynamos?
Was für eine Frage!
Eine dümmere ist mir nicht eingefallen.
Ich weis nur, das in den meisten Scheinwerfern Z-Diode als
Schutz eingebaut sind.
Genau hingeschaut? Sind es evt. zwei Zenerdioden und
zusätzlich zwei Schutzdioden? Oder ist da irgendwo ein
Gleichrichter drin?
Oder verwechselst Du am Ende eine Zenerdiode mit einem
Einweggleichrichter für eine LED-Leuchte?
Nein!
Mir ist auch klar, das „Diese“ nur bei einer Halbwelle wirken
können.
Hab leider nicht weiter gedacht. )
Schlimmer: die andere Halbwelle wird kurzgeschlossen. Und zwar
auch dann, wenn die Spannung gar nicht zu hoch ist.
Es reicht aber aus, wie die Praxis zeigt.
Wenn die Praxis funktioniert, aber nicht die Theorie, sollte
man evt. mal die beiden vergleichen und ggf. die Theorie
ändern?
Gruß
Axel
Hab nun mal ein bischen nachgesehen.
Man spricht allgemein immer von „Schutz-Diode“. http://www.fa-technik.adfc.de/Komponenten/Scheinwerfer/
Ein Überspannungsschutz sollte integriert sein, der bei Teillast (Ausfall einer Glühlampe) die Spannung begrenzt, um den noch funktionierenden Teil der Lichtanlage zu schützen.
http://www.bumm.de/index.html?docu/faq-09.htm
In diesem Zusammenhang möchten wir zum Überspannungsschutz durch eine Z-Diode (Zenerdiode) erläuternd anmerken, dass mit den in unseren Halogenscheinwerfern der Produktfamilien „LUMOTEC“ und „LUMOTEC oval“ eingesetzten bidirektionalen Z-Dioden nicht nur die Spannungsspitzen „abgehackt“ werden, sondern dass die Z-Diode dem Dynamo (ohne elektronische Spannungsregelung) „vorgaukelt“, dass bei Ausfall eines Verbrauchers, z.B. der Scheinwerferlampe, die für eine Spannung um die 6 Volt erforderlichen Verbraucher mit etwa 3 Watt noch vorhanden sind.
Hab nun mal ein bischen nachgesehen.
Man spricht allgemein immer von „Schutz-Diode“.
Wovon man spricht muß nicht unbedingt was mit dem zu tun haben, was tatsächlich vorhanden ist. Zum einen sind das oft Sätze von Laien, zum zweiten für Laien, zum dritten gibt es eben unterschiedliche Lösungen für das selbe Problem, die aber alle in einem Satz genannt werden.
http://www.bumm.de/index.html?docu/faq-09.htm
…
sondern dass die Z-Diode dem Dynamo (ohne elektronische
Spannungsregelung) „vorgaukelt“, dass bei Ausfall eines
Verbrauchers, z.B. der Scheinwerferlampe, die für eine
Spannung um die 6 Volt erforderlichen Verbraucher mit etwa 3
Watt noch vorhanden sind.
Diesen Text sollte man eigentlich verbieten. Da rollen sich einem ja die Fußnägel auf.
Also keine einfache"Z-Diode" sondern „SURPRESSOR DIODE“ oder
„Avalanche-Zener-Diode“.
Es könnte auch ein Varistor sein. Der verhält sich in beide Richtungen gleich.
Hab nun mal ein bischen nachgesehen.
Man spricht allgemein immer von „Schutz-Diode“.
Wovon man spricht muß nicht unbedingt was mit dem zu tun
haben, was tatsächlich vorhanden ist. Zum einen sind das oft
Sätze von Laien, zum zweiten für Laien, zum dritten gibt es
eben unterschiedliche Lösungen für das selbe Problem, die aber
alle in einem Satz genannt werden.
http://www.bumm.de/index.html?docu/faq-09.htm
…
sondern dass die Z-Diode dem Dynamo (ohne elektronische
Spannungsregelung) „vorgaukelt“, dass bei Ausfall eines
Verbrauchers, z.B. der Scheinwerferlampe, die für eine
Spannung um die 6 Volt erforderlichen Verbraucher mit etwa 3
Watt noch vorhanden sind.
Diesen Text sollte man eigentlich verbieten. Da rollen sich
einem ja die Fußnägel auf.
Lass rollen! )
Wie Du selber vorher schreibst, ist für Laien erklärt.
Also keine einfache"Z-Diode" sondern „SURPRESSOR DIODE“ oder
„Avalanche-Zener-Diode“.
Es könnte auch ein Varistor sein. Der verhält sich in beide
Richtungen gleich.
Nein!
Hab bei meinem Rad selber das Teil ausgebaut!
Bauform, Größe und Bezeichnung ist die einer Diode(Standard wie z.B.1N4001)!
Ist aber schon eine Weile her, deshalb schrieb auch ich „Schutz-Diode“.
Den entscheidenden Teilsatz, hast Du anscheinend überlesen!
. . . dass mit den in unseren Halogenscheinwerfern der Produktfamilien „LUMOTEC“ und „LUMOTEC oval“ eingesetzten bidirektionalen Z-Dioden. . .
Des weiteren wären die VDR’s wohl auch Überdimensioniert und zu groß für ein Fahrradscheinwerfer!
Wie Du selber vorher schreibst, ist für Laien erklärt.
Deshalb muß man aber keinen Unsinn schreiben. Aber das ist natürlich o.T. und von uns sowieso nicht zu ändern.
Den entscheidenden Teilsatz, hast Du anscheinend überlesen!
. . . dass mit den in unseren Halogenscheinwerfern der
Produktfamilien „LUMOTEC“ und „LUMOTEC oval“ eingesetzten bidirektionalen Z-Dioden. . .
Habe ich tatsächlich. Wobei ich sowas auch nicht kenne. Aber man kann auch nicht alles kennen. Und vielleicht sagen die das auch nur zu dem, was da tatsächlich drin ist.
Des weiteren wären die VDR’s wohl auch Überdimensioniert
und zu groß für ein Fahrradscheinwerfer!
Nöö.
Bei Reichelt (unter Passiv - Widerstand - Varistor - 3.Seite - VC1206) findet man SMD-Varistoren, die es vom gleichen Hersteller auch als bedrahtete Version gibt. Die sind dann 4,3mm lang bei 2,54mm Durchmesser.
Da die Größe vor allem von der abzugebenden Leistung abhängt, sollte ein Varistor auch nicht größer sein als eine vergleichbare Suppressordiode. Evt. wäre sogar eine bidirektionale Schutzdiode größer, wenn es sich um zwei Zenerdioden und zwei Dioden in einem Gehäuse handelte.
Den entscheidenden Teilsatz, hast Du anscheinend überlesen!
. . . dass mit den in unseren Halogenscheinwerfern der
Produktfamilien „LUMOTEC“ und „LUMOTEC oval“ eingesetzten bidirektionalen Z-Dioden. . .
Habe ich tatsächlich. Wobei ich sowas auch nicht kenne. Aber
man kann auch nicht alles kennen. Und vielleicht sagen die das
auch nur zu dem, was da tatsächlich drin ist.
Bei Reichelt (unter Passiv - Widerstand - Varistor - 3.Seite -
VC1206) findet man SMD-Varistoren, die es vom gleichen
Hersteller auch als bedrahtete Version gibt. Die sind dann
4,3mm lang bei 2,54mm Durchmesser.
Da die Größe vor allem von der abzugebenden Leistung abhängt,
sollte ein Varistor auch nicht größer sein als eine
vergleichbare Suppressordiode.
Den kannte ich noch nicht.
Aber die sehen Dioden nicht ähnlich, eher Kondesatoren.
Auch die Kurven passen nicht.
Evt. wäre sogar eine
bidirektionale Schutzdiode größer, wenn es sich um zwei
Zenerdioden und zwei Dioden in einem Gehäuse handelte.
Hallo,
ich hab bei meinen ‚Vierfachdioden‘ auch nicht richtig nachgedacht. Man braucht ja gar nicht vier, sondern nur zwei Dioden in Reihe Kopf an Kopf. Wenn die eine zenert, ist ja die andere in Durchgangsrichtung.
Damit dürfte dann wohl alles klar sein: es sind tatsächlich bidirektionale Zenerdioden in den Lampen eingebaut.
Gruß
Axel
…
)