Spannung nach Gleichrichtung

Hallo!

Die Leistungsträger dieses Unterforums werden sich sicher noch erinnen können, weil ich kürzlich mal nach einer Stromversorgung für eine Garagenheizung gefragt habe.

Das hat damit auch was zu tun, ich möchte aber hier noch mal neu nur eine spezielle Frage dazu stellen. Alles andere ist geklärt.

Es soll also aus dem normalen 220 - 240 V Wechselstromnetz eine 12V Gleichspannung erzeugt werden, mit einem Trafo.

Aus dem Trafo kommen dann also 12V Wechselstrom, der wird dann mit einem Brückengleichrichter in Gleichstrom (mehr oder weniger pulsierend) umgewandelt. Dass die Spannung dann ansteigt, war mir schon bekannt.

Mein Nachbar meinte, um die Wurzel aus 2, also den Faktor 1,41.

Das macht dann bei 12V x 1,41 17V.

Stimmt das so, oder sind das nur die Spannungsspitzen, oder kann man das als Durchschnittsspannung bezeichnen ?
Hab wenig Ahnung von solchen Sachen, bin aber neugierig.

Ich habe aber für diesen Zweck einen Trafo bestellt, wo dann auch wahlweise 10 V abgenommen werden können. Ein Glätt-Kondensator, der mir schon hilfsbereiterweise ausgerechnet wurde, wird bei Bedarf eingebaut.

Grüße, Steffen!

Hi,

Die Leistungsträger dieses Unterforums werden sich sicher noch
erinnen können,

LOL :smile: Keine Ahnung, ob Pete das noch weiß :wink:))

Aus dem Trafo kommen dann also 12V Wechselstrom, der wird dann
mit einem Brückengleichrichter in Gleichstrom (mehr oder
weniger pulsierend) umgewandelt. Dass die Spannung dann
ansteigt, war mir schon bekannt.

Mein Nachbar meinte, um die Wurzel aus 2, also den Faktor
1,41.

Das macht dann bei 12V x 1,41 17V.

Stimmt das so, oder sind das nur die Spannungsspitzen, oder
kann man das als Durchschnittsspannung bezeichnen ?
Hab wenig Ahnung von solchen Sachen, bin aber neugierig.

Also…
Bei Wechselspannung(squellen) gibt man üblicherweise den Effektivwert an. Wenn man also eine Trafo mit 12V Wechsel-Ausgangsspannung hat, dann kann ich dem genausoviel Energie entnehmen wie einer 12V-Gleichspannungsquelle (natürlich bei gleicher Stromabgabemöglichkeit).
Da die Ausgangsspannung auch unter den Effektivwert fällt muss sie logischerweise auch zeitweise darüber liegen. Der Maximalwert den die Spannung annimmt ist bei einem Sinusverlauf Wurzel2 mal höher als der Effektivwert. Das sind deine 1,41! 12V * 1,41 = 16,97V

(Der Effektivwert ist das, was du oben wohl mit „Durchschnittsspannung“ meintest)

Nun darfst du aber nicht hergehen und deine 12V-Wechselspannungquelle mit einer 16,97V Gleichspannungsquelle gleichsetzen eben weil die maximal entnehmbare Energie doch gleich bleibt!
Also: auch gleichgerichtet liefert deine Wechselspannungquelle im Prinzip nur 12V.

Aber:
1.Muss deine nachfolgende Schaltung die 16,97V vertragen und nicht nur 12V
2. Verbraucht deine Gleichrichtung auch Energie!! Und „Spannung“ obendrein. Bei einem normalen Gleichrichter 2x 0,7V=1,4V, wenn du die Spannung auch noch stabilisieren willst sogar noch mehr (der 7812 zB bräuchte noch mal 2V)

Wenn du also eine 12V-Gleichspannungsquelle benötigst ist ein 12V-Trafo ZU KLEIN! 16V oder 17V wären dann eher angesagt…

Ich habe aber für diesen Zweck einen Trafo bestellt, wo dann
auch wahlweise 10 V abgenommen werden können.

Nee, das ist die falsche Richtung, du brauchst mehr als 12V.

Ein
Glätt-Kondensator, der mir schon hilfsbereiterweise
ausgerechnet wurde, wird bei Bedarf eingebaut.

Ja, aber der stabilisiert nur. Energie (oder Spannung) erzeugt der keine :wink:

Viele Grüße,
J~

Hallo!

Auch Hallo

Die Leistungsträger dieses Unterforums werden sich sicher noch erinnern können, weil ich kürzlich mal nach einer Stromversorgung für eine Garagenheizung gefragt habe.

Das hat damit auch was zu tun, ich möchte aber hier noch mal neu nur eine spezielle Frage dazu stellen. Alles andere ist geklärt.

Es soll also aus dem normalen 220 - 240 V Wechselstromnetz eine 12V Gleichspannung erzeugt werden… Aus dem Trafo kommen dann also 12V Wechselstrom, der wird dann mit einem Brückengleichrichter in Gleichstrom (mehr oder weniger pulsierend) umgewandelt. Dass die Spannung dann ansteigt, war mir schon bekannt.

Noch nicht (das Ansteigen).
Einmal angenommen, Dein Trafo liefert bei dem von Dir benötigten Strom 12V~, so erhältst Du hinter dem Trafo 12V-1,4V=10,6V ungeglättete, pulsierende Wechselspannung. Die 1,4V sind der Spannungsabfall (2 mal Schleusenspannung) an den Gleichrichterdioden. Bis hierhin handelt es sich immer noch um einen Effektivwert.

Der Spitzenwert (Scheitelwert) wäre 12V * √2 - 1,4V = 15,57V

Hab wenig Ahnung von solchen Sachen, bin aber neugierig.

Man sagt zwar, Neugier sei die häufigste Todesursache bei Katzen, aber in diesem Fall halte ich sie nicht für schädlich.

Aber weiter im Text:
Du hast also eine ungeglättete Gleichspannung mit einem Effektivwert von 10,6V
Für Motoren (ohne eingebaute Elektronik) und für Heizwiderstände kannst Du ungeglättete Gleichspannung nehmen.

Brauchst Du eine geglättete Gleichspannung, so musst Du hinter den Gleichrichter einen ausreichend großen Elektrolytkondensator schalten. Dieser lädt sich aber mit jeder Halbwelle auf den Spitzenwert der ungeglätteten Spannung (also 15,57V) auf. Während der Spannungstäler entlädt er sich dann um einen vom Strom und der Kapazität abhängenden Wert, wodurch eine mehr oder minder große Restwelligkeit der Spannung entsteht.

Ich habe aber für diesen Zweck einen Trafo bestellt, wo dann auch wahlweise 10 V abgenommen werden können. Ein Glättungs-Kondensator, der mir schon hilfsbereiterweise ausgerechnet wurde, wird bei Bedarf eingebaut.

Bei 10V~ und einem ausreichend großen Kondensator hättest Du eine geglättete Spannung von
10V * √2 - 1,4V = 12,74V

Beachte aber, dass die Leerlaufspannung des Trafos (im unbelasteten oder schwach belasteten Zustand) größer als die Nennspannung ist. Wie groß, musst Du an dem zum Einsatz kommenden Trafo messen.

Grüße, Steffen!

Reicht Dir auch ein einzelner Gruß?
merimies

Hi,

Einmal angenommen, Dein Trafo liefert bei dem von Dir
benötigten Strom 12V~, so erhältst Du hinter dem Trafo
12V-1,4V=10,6V ungeglättete, pulsierende Wechselspannung. Die
1,4V sind der Spannungsabfall (2 mal Schleusenspannung) an den
Gleichrichterdioden. Bis hierhin handelt es sich immer noch um
einen Effektivwert.

du hast hier einen kleinen Denkfehler drin. Es ist nicht so, dass die beiden Gleichrichterdioden nur den Spitzenwert um 1,4V verringern und die Nulldurchgänge der Sinusspannung gleich bleiben. Sondern es ist so, dass die Gleichrichterdioden quasi ZU JEDEM ZEITPUNKT 1,4V „abziehen“. In dem Zeitraum, in dem die Trafo-Ausgangsspannung den Wert von -1,4V bis +1,4V durchlüft kommt aus dem Gleichrichter GAR NIX raus
Hier kann man es gut erkennen, die Ausgangsspannung ist die GRÜNE Kurve:
http://www.lkw-modellbau-berlin.de/tipps/stromversor…

Der Effektivwert ist also kleiner als die von dir genannten 10,6V.

VG,
J~

Hi,

du hast hier einen kleinen Denkfehler drin. Es ist nicht so, dass die beiden Gleichrichterdioden nur den Spitzenwert um 1,4V verringern und die Nulldurchgänge der Sinusspannung gleich bleiben. Sondern es ist so, dass die Gleichrichterdioden quasi ZU JEDEM ZEITPUNKT 1,4V „abziehen“.
In dem Zeitraum, in dem die Trafo-Ausgangsspannung den Wert von -1,4V bis +1,4V durchlüft kommt aus dem Gleichrichter GAR NIX raus

Der Effektivwert ist also kleiner als die von dir genannten 10,6V.

Du hast ja so recht.
Aber da ich ja nur das Prinzip erklären wollte, habe ich mir einige Vereinfachungen erlaubt (das war nicht die Einzige).

VG,
J~

Gruß merimies

Danke Euch Beiden…
… ich hab das nun so zu 90% verstanden, denke ich.

Die restlichen 10% suche ich mir dann im Internet zusammen.

Grüße, Steffen!

Die restlichen 10% suche ich mir dann im Internet zusammen.

oder du fragts hier noch mal :smile:

VG,
J~

Hallo!

Na gut, dann noch mal zur Kontrolle:
Es ist also ein simpeler 12V- Gleichstrommotor mit Strom zu versorgen, und zwar mit 10 A.

Der bestellte Trafo hat aller 2 V einen Abgang,
dann wird also der 14V- Abgang genommen.

Da habe ich also 14 Wechselspannung, welche die selbe Leistung/ Energie hat, wie 14V Gleichstrom.
Nach der Gleichrichtung mit 1,4 V Spannungsabfall, und noch bischen mehr, weil wohl unter 0,7 V (beim Phasenwechsel) nichts durch die Dioden durchgeht, komme ich dann auf ein wenig über 12 V unsauberen Gleichstrom. Der Motor wird es verkraften, wenn er doch rumzicken sollte, bekommt er dann noch einen Kondensator.

Weiterhin bedeutet das, dass der Gleichrichter bei 1,4 V Spannungsabfall und 10A Leistung 14 Watt Wärme erzeugt, die durch einen Kühlkörper abgeführt werden muss.

Das ist doch richtig so, oder?

Grüße, Steffen!

[Bei dieser Antwort wurde das Vollzitat nachträglich automatisiert entfernt]

Hi,

Der bestellte Trafo hat aller 2 V einen Abgang,
dann wird also der 14V- Abgang genommen.

ja, klingt schon besser.

Da habe ich also 14 Wechselspannung, welche die selbe
Leistung/ Energie hat, wie 14V Gleichstrom.

genau :smile:
Aber wo du schon so lernbereit bist: Achte doch vielleicht mal darauf, dass du Spannung und Strom nicht durcheinander würfelst. Spannung liegt an den Klemmen an (auch ohne dass ein Strom fließt). Einem Strom geht aber immer eine Spannung voraus.

Der Motor wird es
verkraften, wenn er doch rumzicken sollte, bekommt er dann
noch einen Kondensator.

Bei der Spannungsfestigkeit musst du dann sicherheitshalber noch was zu legen. Also ein 16V-Typ ist dann zu klein. Das nächste wäre glaub, hmmm, 22V oder so. Wobei ich nicht weiß wie es bei dir mit Spannungsspitzen ausschaut. Vermutlich ist 22V auch noch zu klein.
Wobei: bei 10A muss der Kondensator schon echt MASSIG stützen!

Weiterhin bedeutet das, dass der Gleichrichter bei 1,4 V
Spannungsabfall und 10A Leistung 14 Watt Wärme erzeugt, die
durch einen Kühlkörper abgeführt werden muss.

Ja unbedingt. Am besten nimmst du gleich einen der eine Schraubbefestigung hat. Sowas zB:
http://www.preisvergleich.ch/pimages/Gleichrichter-B…
http://www.bestofpinball.de/catalog/images/gleichric…

Grüße,
J~

Hallo!

Aber wo du schon so lernbereit bist: Achte doch vielleicht mal
darauf, dass du Spannung und Strom nicht durcheinander
würfelst. Spannung liegt an den Klemmen an (auch ohne dass ein
Strom fließt). Einem Strom geht aber immer eine Spannung
voraus.

Hab ich mir da irgendwo einen Fehler erlaubt?
Wenn, dann war das bestimmt nur üngünstig geschrieben, ich kann das schon auseinanderhalten.
Hatte ja 6 Jahre Physik in der Schule, und 2 Jahre KFZ-Elektrik danach, immer mit der besten Note, und interessiere mich auch sehr dafür.

Der Motor wird es
verkraften, wenn er doch rumzicken sollte, bekommt er dann
noch einen Kondensator.

Bei der Spannungsfestigkeit musst du dann sicherheitshalber
noch was zu legen. Also ein 16V-Typ ist dann zu klein. Das
nächste wäre glaub, hmmm, 22V oder so. Wobei ich nicht weiß
wie es bei dir mit Spannungsspitzen ausschaut. Vermutlich ist
22V auch noch zu klein.
Wobei: bei 10A muss der Kondensator schon echt MASSIG stützen!

Ich hab noch einen recht neuen Elko, so in Red-Bull-Dosen-Format, der war für Netzspannung geeignet.(glaube 400V)
glaube 30 000 (finde jetzt keine Taste, müF oder so),
für den hab ich keine Verwendung mehr.
Wäre der geeignet?
Dass man die Elko’s nicht verpolen soll weiss ich, auch was dann passiert.

Der ist halt etwas grösser, als vielleicht nötig,
das dürfte nach meinem Verständnis aber nicht schaden, oder?

Grüße, Steffen!

Hallo!

Hallo
Ich möchte auch noch mal mitspielen.

Der Motor wird es verkraften, wenn er doch rumzicken sollte, bekommt er dann noch einen Kondensator.

Er wird nicht „zicken“. Motoren kommen sehr gut mit ungeglätteter Spannung klar. Und da ich annehme, dass der Motor ein „Universalmotor“ mit Feldwicklung ist (kein Permanentmagnetmotor), wirkt die Feldwicklung des Motors sowieso wie eine Glättungsdrossel.

Bei der Spannungsfestigkeit (des Elektrolytkondensators) musst du dann sicherheitshalber noch was zulegen. Also ein 16V-Typ ist dann zu klein. Das nächste wäre glaub, hmmm, 22V oder so.

25V; 35V; 50V …

Wobei ich nicht weiß wie es bei dir mit Spannungsspitzen ausschaut. Vermutlich ist 22V (25V) auch noch zu klein.

Spannungsspitzen sind nicht das Problem, woher sollen sie kommen? Aus der Trafo/Gleichrichter-Kombination jedenfalls nicht. Der Motor kann allerdings höherfrequente Störungen erzeugen. Und da Elkos höherer Kapazität mit steigender Frequenz stark an Kapazität verlieren, würde es sich empfehlen, dem Elko einen Folienkondensator von 0,1µF bis 0,47µF parallel zu schalten.

Wobei: bei 10A muss der Kondensator schon echt MASSIG stützen!

Wie „massig“, kannst du nach folgender Formel ausrechnen:

Restwelligkeit [Volt] = Strom [Ampere] * Überbrückungszeit [s] / Kapazität [Farad]

Für dieses Beispiel:
Der Strom ist 10A
Die Überbrückungszeit ist 10ms = 0,01s (Zeit zwischen zwei Ladeimpulsen durch den Gleichrichter)
Die Kapazität ist 30000µF = 0,03F

10A * 0,01s / 0,03F = 3,33V
Die Restwelligkeit wäre immer noch 3,33V

… glaube 30 000 (finde jetzt keine Taste, müF oder so),

Das „µ“ erzeugst Du entweder durch das gleichzeitige Drücken von „AltGr“+“M“ oder von „Ctr“+“Alt“+“M“.
„AltGr“ ist die Tasterechts neben der Leertaste.

Der ist halt etwas grösser, als vielleicht nötig,
das dürfte nach meinem Verständnis aber nicht schaden, oder?

Schaden wird es nicht, außer dass er aus den bekannten Gründen die Spannung erhöht, aber ich halte ihn für unnötig.

Gruß merimies