Ich habe so etwas wie eine Wette am laufen:
Wenn man einen ganz simplen Elektromotor (wie z.B. in Spielzeugen zu finden) nimmt und an eine 1,5 V Batterie anhängt, dann Verbraucht er sagen wir mal 50 mW (Milliwatt). Und wenn wir jetzt den Elektromotor mit den Fingern abbremsen oder gar komplett anhalten - verbraucht er dann mehr Strom oder gleich viel?
Welche physikalische Formel kommt hier ins Spiel?
(Man berücksichtige dass der Motor natürlich keine Drehzahlsteuerung hat die versucht eine konstante Drehzahl zu halten.)
Ich habe so etwas wie eine Wette am laufen:
Wenn man einen ganz simplen Elektromotor (wie z.B. in
Spielzeugen zu finden) nimmt und an eine 1,5 V Batterie
anhängt, dann Verbraucht er sagen wir mal 50 mW (Milliwatt).
Und wenn wir jetzt den Elektromotor mit den Fingern abbremsen
oder gar komplett anhalten - verbraucht er dann mehr Strom
oder gleich viel?
Mehr.
Deshalb verbraucht ja der Staubsauger auch mehr Strom, wenn er frei saugen kann, als wenn man ihn vorne zuhält.
Und wenn wir jetzt den Elektromotor mit den Fingern abbremsen
oder gar komplett anhalten - verbraucht er dann mehr Strom
oder gleich viel?
Mehr.
Ja.
Die (virtuelle) Gegenspannung an der Wicklung, die
proportional zur Drehzahl ist, sinkt ab. Die resultierende
Spannung (Differenz zwischen virtueller Gegenspannung und
angelegter Spannung) an der Wicklung steigt dadurch und es
fließt mehr Strom, also nimmt der Motor (bei nahezu konstanter
angelegter Spannung) auch mehr Leistung auf.
Deshalb verbraucht ja der Staubsauger auch mehr Strom, wenn er
frei saugen kann, als wenn man ihn vorne zuhält.
Richtig. Wobei ich allerdings glaube, dass Du eigentlich das Gegenteil gemeint hast
Wenn man den Sauger vorn zuhält, bewegt er nicht mehr die Luft
im Schlauch, sondern wirbelt nur noch die am Propeller im
Kreis rum. Er braucht dabei wesentlich weniger Leistung. Was
man deutlich an der DrehzahlERHÖHUNG (Tonhöhe steigt an!)
merkt.
Hab ich früher auch immer falsch gedacht, bis ich das mal (auf
Anregung eines Kollegen) nachgemessen habe.
Anscheinend ist es für Sie so klar dass sie da widersprüchlich
geworden sind
Das ist so ein Tick von mir. Ich stelle gern wahre Aussagen so nebeneinander, dass sie auf den ersten Blick widersprüchlich erscheinen, obwohl sie es nicht sind.
oben sagen Sie dass er mehr verbraucht wenn er angehalten wird
und darunter dass der Staubsauger mehr Strom brauch wenn er
frei saugen kann
Wobei ich allerdings glaube, dass Du eigentlich das Gegenteil gemeint hast
Nein.
Wenn man den Sauger vorn zuhält, bewegt er nicht mehr die Luft
im Schlauch, sondern wirbelt nur noch die am Propeller im
Kreis rum. Er braucht dabei wesentlich weniger Leistung. Was
man deutlich an der DrehzahlERHÖHUNG (Tonhöhe steigt an!)
merkt.
oben sagen Sie dass er mehr verbraucht wenn er angehalten wird
und darunter dass der Staubsauger mehr Strom brauch wenn er
frei saugen kann
beides ist richtig, aber die Sache mit dem Staubsauger hat mit
deiner Frage eigentlich nix zu tun.
Wenn ein Motor festgehalten wird, fehlt die Gegeninduktion und
durch die Wicklung fließt der Strom, welcher nur noch durch
den ohmschen Widerstand bestimmt wird. Dann ist der Motor nur
noch eine Heizung.
Beim Staubsaugergebläse wäre ist es genauso.
Wenn das Gebläse (Radiallüfter)aber bei normaler Drehzahl läuft,
dann bestimmt der Luftdurchsatz die Stromaufnahme.
Je höher der Volumenstrom ist, desto größer die Leistungsaufnahme.
In dem Fall wird die höhere Leistungsaufnahme aber nicht nicht
im Motor verheizt, sondern der Luft als kinetische Energie
zugeführt.
Bei anderen Lüfterkonstruktionen kann es aber auch anders sein.
Gruß Uwi
Danke an alle!
Ich glaube schön langsam habe ich es…
Ich versuche es mal in eigenen Worten zu fassen:
Wenn ein Motor im Normalzustand 50 mW braucht dann braucht er wenn er angehalten wird mal das gleiche (darum muss da der Mensch mit seinen Fingern auch 50 mW leisten um es auszugleichen, denn auch angehalten leistet der Motor nun mal seine 50 mW).
ABER jetzt kommt noch was dazu: denn man merkt dass der Motor in diesem Fall immer wärmer wird. D.h. es kommen noch ein paar mW hinzu die nur in Wärme umgewandelt werden (virtueller Widerstand -> Wärme).
Somit verbraucht der Motor im Endeffekt z.B. 55 mW was sich ergibt aus
(50 mW Normalleistung + 5mW Widerstand/Wärme) = 55 mW Gesamtverbrauch
Im Leerlauf verrichtet der Motor keine Arbeit und braucht wenig Strom.
Je stärker man ihn bremst, desto mehr Arbeit verrichtet er, und desto mehr Strom braucht er auch.
Wenn man ihn aber zu stark bremst, steigt der Stromverbrauch zwar weiter an, aber die verrichtete Arbeit wird wieder geringer, weil er immer langsamer dreht.
