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Elektrische Berechnung gefragt


ernsteto am 16 Dez 2011 12:25:11

Hallo zusammen,

folgende Fragestellung: Ich möchte ein Teleskop betreiben. Dieses braucht 12 Volt und 1,5 Ampere. Nun möchte ich das nicht mit Batterien betreiben (wie vorgesehen) weil die nur 3 Stunden halten.

Meine Idee ist jetzt, ein 12 Volt Kabel zum Womo zu legen. Das müsste aber schon bis zu 20 Meter lang sein.

Wie sieht das mit dem Stromverlust aus bei einem solchen Kabel?
Wie ist das mit unterschiedlichen Querschnitten? Kann man das berechnen?

Es geht mir darum, ob das Teleskop dann unnötig viel Strom aus den Batterien ziehen würde.

Hier sind ja ein paar elektrisch versierte Womo-Fahrer. Vielleicht kann mir da jemand helfen.

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Hier findest Du vielleicht schon, was Du suchst: Artikel auf eBay oder versuchs hier bei Amazon

thomas56 am 16 Dez 2011 12:30:50

Moin,
ja kann man berechnen.
Ich würde mir statt 20m Kabel einen Gleichrichter zulegen.
Link zum eBay Artikel

wocaraft am 16 Dez 2011 12:41:02

thomas56 hat geschrieben:Moin,
ja kann man berechnen.
Ich würde mir statt 20m Kabel einen Gleichrichter zulegen.
Link zum eBay Artikel


Und die 220 V Steckdose sucht er sich in den Wolken :twisted:

Mfg Wolfgang

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haballes am 16 Dez 2011 12:42:07

Ich betreibe ein Celestron C8 GPS Teleskop und habe eigentlich auch ausschliesslich fast nur Zeit dafür, wenn ich unterwegs bin.

Ich habe es an einer Powerstation, dem gelben Ding vom Baumarkt.

Da bist du mobiler mit, um aus dem abendlichen Lichtmüll rauszukommen und es hat bei mir nie geschwächelt in den letzten drei Jahren.

thomas56 am 16 Dez 2011 12:44:57

wocaraft hat geschrieben:
Und die 220 V Steckdose sucht er sich in den Wolken :twisted:

Mfg Wolfgang

Ich dachte dass das Gerät im heimischen Garten aufgestellt werden soll.
Aber du weisst es ja genau. :D

Aber einen Grund hat es ja, wenn man 20m Kabel benötigt.

Gast am 16 Dez 2011 12:59:20

Es ist egal, wie lange das Kabel ist. Es würde trotzdem max. die 1,5A ziehen.
Es ist auch egal wie dick das Kabel ist, es gibt immer einen (wenn auch sehr kleinen) Spannungsverlust. D.h., von 12V an der Batterie kommen nie ganze 12V an.
Es gibt keinen Stromverlust, es gibt einen Spannungsverlust am Kabel.
Die Batterie hält (rechnerisch gesehen) sogar länger, je länger und dünner das Kabel ist (falls das Teleskop noch funktioniert)

Hier --> Link findet du ungefähr in der Mitte eine Tabelle, wieviel Verlust ein Kabel hat.

mm² Ohm/m Verlust/m bei 8Ohm Last (~1,5A/12V)
0,75 0,042 0,53%
1,50 0,021 0,31%

Das Ersatzschaltbild wären 3 Widerstände in Reihe geschaltet:
1) Der Widerstand der Zuleitung (20m * 0,021Ohm = 0,42 Ohm bei 1,5mm²)
2) Der Widerstand des Teleskopes (12V/1,5A=8Ohm)
3) Der Widerstand der Rückleitung (20m) nochmals 0,42Ohm

= 8,8Ohm Gesamtwiderstand

12V/8.8Ohm = xV/8Ohm = 10,9V

1,5mm² wären ausreichend, es kommen noch rund 11V an. Das reicht, weil deine Teleskop-Batterien ja auch nicht immer 12V haben. Ausserdem hat deine Autobatterie ja mehr wie 12V.

Mit einem 2,5mm² Kabel bist du bis 20m Länge auf der absolut sicheren Seite. Wiegt und kostet aber mehr.

Ich empfehle dir 1.5-2.5mm²

macagi am 16 Dez 2011 14:05:12

Wofür braucht das Ding denn so viel Saft? Für die Nachführung? Oder gibt man Koordinaten ein und das Ding fährt dort hin?

Ich hatte auch schonmal ein Teleskop, das hat gar keinen Strom gebraucht......

Das gelbe Ding vom Baumarkt ist wohl die günstigste Lösung, ansonsten einen grossen 3S LiPo Akku aus dem Modellbaubereich besorgen, so was: --> Link
oder gleich 2, dann kannst du den einen aufladen und den anderen benutzen und somit mehr oder weniger rund um die Uhr damit kucken.....

haballes am 16 Dez 2011 14:11:53

In meinem Fall ist es der GOTO Computer, der die Datenbank für den Sternenhimmel und die Touren enthält, sowie die motorische Nachführung und das GPS-Modul zur Selbstausrichtung. Also die Powerstation hält in eisig kalten Winternächten, :? dann ist der Sternenhimmel in Städten meist am Besten, mehrere Beobachtungsnächte bei durchschnittlich 4 Stunden Nutzung. Ich lad es meist einmal die Woche nur auf. Und bei "eisig kalt" schwächeln die Akkus am meisten.

Nur damit man eine Vorstellung von dem Ding hat: --> Link

macagi am 16 Dez 2011 14:35:50

haballes hat geschrieben:Nur damit man eine Vorstellung von dem Ding hat: --> Link


Nett!

rolfblock am 16 Dez 2011 18:09:31

raidy hat geschrieben:Es ist egal, wie lange das Kabel ist. Es würde trotzdem max. die 1,5A ziehen.
Es ist auch egal wie dick das Kabel ist, es gibt immer einen (wenn auch sehr kleinen) Spannungsverlust. D.h., von 12V an der Batterie kommen nie ganze 12V an.
Es gibt keinen Stromverlust, es gibt einen Spannungsverlust am Kabel.
Die Batterie hält (rechnerisch gesehen) sogar länger, je länger und dünner das Kabel ist (falls das Teleskop noch funktioniert)

Hier --> Link findet du ungefähr in der Mitte eine Tabelle, wieviel Verlust ein Kabel hat.

mm² Ohm/m Verlust/m bei 8Ohm Last (~1,5A/12V)
0,75 0,042 0,53%
1,50 0,021 0,31%

Das Ersatzschaltbild wären 3 Widerstände in Reihe geschaltet:
1) Der Widerstand der Zuleitung (20m * 0,021Ohm = 0,42 Ohm bei 1,5mm²)
2) Der Widerstand des Teleskopes (12V/1,5A=8Ohm)
3) Der Widerstand der Rückleitung (20m) nochmals 0,42Ohm

= 8,8Ohm Gesamtwiderstand

12V/8.8Ohm = xV/8Ohm = 10,9V

1,5mm² wären ausreichend, es kommen noch rund 11V an. Das reicht, weil deine Teleskop-Batterien ja auch nicht immer 12V haben. Ausserdem hat deine Autobatterie ja mehr wie 12V.

Mit einem 2,5mm² Kabel bist du bis 20m Länge auf der absolut sicheren Seite. Wiegt und kostet aber mehr.

Ich empfehle dir 1.5-2.5mm²


Die Berechnung stimmt so nicht! In der Tabelle wird der Widerstand für 1,5 mm2 Kabel mit 21 mOhm/m angegeben. Macht bei 20m Länge und 2 Adern: 21mOhm/m * 2*20m = 840 mOhm.
Der Spannungsabfall bei 1,5 A ist: 840 mOhm * 1,5 A = 1,26 V.

Bei 12,5 V an der Batterie bleiben somit 11,24 V. Das sollte reichen.

Gast am 16 Dez 2011 21:01:59

rolfblock hat geschrieben: Die Berechnung stimmt so nicht!
Doch, sie stimmt! Sorry Rolfblock, aber ich denke Du rechnest falsch! :gruebel:

raidy hat geschrieben:....
Das Ersatzschaltbild wären 3 Widerstände in Reihe geschaltet:
1) Der Widerstand der Zuleitung (20m * 0,021Ohm = 0,42 Ohm bei 1,5mm²)
2) Der Widerstand des Teleskopes (12V/1,5A=8Ohm)
3) Der Widerstand der Rückleitung (20m) nochmals 0,42Ohm
= 8,8Ohm Gesamtwiderstand. also mit 40m gerechnet!
12V/8.8Ohm = xV/8Ohm = 10,9V


Habe also 20m Ader1 (Zuleitung) und 20m Ader2(also Rückleitung) gerechnet.

Zuleitung 0,42Ohm, Teleskop 8Ohm, Rückleitung 0,42Ohm. Das habe ich auf 8,8Ohm gerundet. Die 40m habe ich also berücksichtigt.

Du rechnest mit 1,5A. Die laufen ja nun nicht mehr, weil der Gesamtwiderstand 8,84 Ohm sind. Es laufen also nur noch 12V/8,84Ohm = 1,357A
Deshalb auch meine Aussage:
raidy hat geschrieben:Die Batterie hält (rechnerisch gesehen) sogar länger, je länger und dünner das Kabel ist (falls das Teleskop noch funktioniert)


Somit sind am Teleskop 8Ohm *1,357A = 10,856V und der Verlust im Kabel gesamt ~1,15V.

Gerechnet mit nur 12V. In der Praxis kommen also noch mehr Volt zum Teleskop.
Raidy
Natürlich ist die Realität sogar nochmal etwas anders, da die "8Ohm" des Teleskopes kein statischer Widerstand ist, sondern ein stark Lastabhängiger. Aber so weit brauchen wir es nicht treiben.
Wir kommen zum gleichen Ergebnis, was das Kabel betrifft. Das ist doch auch schon was.

Scout am 16 Dez 2011 21:43:00

Hallo!

Da ich Laie auf dem Gebiet bin, hätte ich mal eine Verständnisfrage.

raidy hat geschrieben:Es ist egal, wie lange das Kabel ist. Es würde trotzdem max. die 1,5A ziehen.
Es ist auch egal wie dick das Kabel ist, es gibt immer einen (wenn auch sehr kleinen) Spannungsverlust. D.h., von 12V an der Batterie kommen nie ganze 12V an.
Es gibt keinen Stromverlust, es gibt einen Spannungsverlust am Kabel.
Die Batterie hält (rechnerisch gesehen) sogar länger, je länger und dünner das Kabel ist (falls das Teleskop noch funktioniert)

Weiter unten:
raidy hat geschrieben:Du rechnest mit 1,5A. Die laufen ja nun nicht mehr, weil der Gesamtwiderstand 8,84 Ohm sind. Es laufen also nur noch 12V/8,84Ohm = 1,357A


Widerspricht sich das nicht?


Scout

Gast am 16 Dez 2011 21:51:25

Scout hat geschrieben:Hallo!

Da ich Laie auf dem Gebiet bin, hätte ich mal eine Verständnisfrage.

raidy hat geschrieben:Es ist egal, wie lange das Kabel ist. Es würde trotzdem max. die 1,5A ziehen.
Es ist auch egal wie dick das Kabel ist, es gibt immer einen (wenn auch sehr kleinen) Spannungsverlust. D.h., von 12V an der Batterie kommen nie ganze 12V an.
Es gibt keinen Stromverlust, es gibt einen Spannungsverlust am Kabel.
Die Batterie hält (rechnerisch gesehen) sogar länger, je länger und dünner das Kabel ist (falls das Teleskop noch funktioniert)

Weiter unten:
raidy hat geschrieben:Du rechnest mit 1,5A. Die laufen ja nun nicht mehr, weil der Gesamtwiderstand 8,84 Ohm sind. Es laufen also nur noch 12V/8,84Ohm = 1,357A


Widerspricht sich das nicht?


Scout


Ja, im ersten Moment widerspricht sich das.

Es bezog sich auf die Aussage des Fragestellers "Wie sieht das mit dem Stromverlust aus bei einem solchen Kabel? "
Die exakte Antwort hätte heißen müssen:
Es gibt keinen Stromverlust im Kabel. Es gibt einen einen Spannungsverlust in Kabel, weil dieses auch einen Widerstand hat. Dieser wiederum lässt den Stromfluß im Kabel sinken. Es geht aber kein Strom verloren.

Gemeint war es so:

Wenn in einem Kabel 1,5A Strom laufen, dann laufen Sie überall in dem Kabel und dem Verbraucher. Es kann nicht sein, dass aus der Batterie 1,5A rausgehen aber nur noch 1A reinkommt. So war das gemeint. Kabel verliert keinen Strom, Kabel "frisst" Spannung.

Hier aber ist es so, dass durch das Kabel der Gesamtwiderstand (Teleskop + Kabel) gestiegen ist. Zwangsläufig läuft jetzt im Gesamt-Stromkreis auch weniger Strom, aber überall der gleiche! Aber es ist kein StromVERLUST, es läuft einfach nur weniger Strom.

Mein "es gibt keinen Stromverlust" bezog sich also auf den Strom IM Stromkreis.
Aber du hast Recht: Ich habe mich etwas unverständlich ausgedrückt.

ernsteto am 17 Dez 2011 13:43:38

Hallo Leute,

herzlichen Dank für die ausführlichen Erklärungen. Das hilft auf jeden Fall weiter.

@macagi,
auch bei mir handelt es sich um ein Teleskop mit GoTo Computer. Der Strom wird für den Computer und die Motoren gebraucht.

@haballes,
kannst Du mir sagen, was Du für eine Powerstation im Einsatz hast?

Im letzten Sommer haben wir so oft an wirklich dunklen Plätzen gestanden, dass wir fasziniert waren vom Sternenhimmel. Und da dachte ich, dass ein 20 Meter Kabel rund um das Womo absolut ausreicht. Aber eine Powerstation ist natürlich flexibler. Und die kann ich ja tagsüber im Womo aufladen. Ist vielleicht wirklich die cleverere Lösung.

Nochmals herzlichen Dank.

rolfblock am 17 Dez 2011 16:58:07

raidy hat geschrieben:
rolfblock hat geschrieben: Die Berechnung stimmt so nicht!
Doch, sie stimmt! Sorry Rolfblock, aber ich denke Du rechnest falsch! :gruebel:

raidy hat geschrieben:....
Das Ersatzschaltbild wären 3 Widerstände in Reihe geschaltet:
1) Der Widerstand der Zuleitung (20m * 0,021Ohm = 0,42 Ohm bei 1,5mm²)
2) Der Widerstand des Teleskopes (12V/1,5A=8Ohm)
3) Der Widerstand der Rückleitung (20m) nochmals 0,42Ohm
= 8,8Ohm Gesamtwiderstand. also mit 40m gerechnet!
12V/8.8Ohm = xV/8Ohm = 10,9V




Habe also 20m Ader1 (Zuleitung) und 20m Ader2(also Rückleitung) gerechnet.

Zuleitung 0,42Ohm, Teleskop 8Ohm, Rückleitung 0,42Ohm. Das habe ich auf 8,8Ohm gerundet. Die 40m habe ich also berücksichtigt.

Du rechnest mit 1,5A. Die laufen ja nun nicht mehr, weil der Gesamtwiderstand 8,84 Ohm sind. Es laufen also nur noch 12V/8,84Ohm = 1,357A
Deshalb auch meine Aussage:
raidy hat geschrieben:Die Batterie hält (rechnerisch gesehen) sogar länger, je länger und dünner das Kabel ist (falls das Teleskop noch funktioniert)


Somit sind am Teleskop 8Ohm *1,357A = 10,856V und der Verlust im Kabel gesamt ~1,15V.

Gerechnet mit nur 12V. In der Praxis kommen also noch mehr Volt zum Teleskop.
Raidy
Natürlich ist die Realität sogar nochmal etwas anders, da die "8Ohm" des Teleskopes kein statischer Widerstand ist, sondern ein stark Lastabhängiger. Aber so weit brauchen wir es nicht treiben.
Wir kommen zum gleichen Ergebnis, was das Kabel betrifft. Das ist doch auch schon was.


Raidy, du gehst davon aus, dass das Teleskop 8 Ohm Innenwiderstand hat. Das kann, muss aber nicht stimmen. Ich schätze eher, dass das Teleskop ein eingebautes Netzteil hat und aus 12 V diverse interne Spannungen erzeugt. Dann ist es so, dass der Strom umso GRÖßER wird, je niedriger die Eingangsspannung ist. So verhalten sich viele moderne Netzteile.
Daher wären evtl. doch 2,5 mm2 sinnvoll. Man könnte dafür die 230 V Kabeltrommel nehmen. Die beiden heißen Leiter parallel schalten für plus und den Schutzleiter für minus. So ist es verpolungssicher. Und es fällt kein zusätzliches Gewicht an.

Jetzt überlege ich, ob ich den Troll der von Gefahr, 230 V und Fachmann faselt gleich hier vorwegnehmen soll.

wohnwagen-otto am 17 Dez 2011 17:53:12

Vorschlag für ein Kabel:
-->--> Link
Dieses Kabel nutze ich für mein 40Wp Mobil-Solarpanel (~2,5A).

---
Anderer Ansatz:
Die Starthilfepacks haben meist nur um die 17Ah Gelakkus eingebaut.
Bei max 50% Entladung (darunter schädliche Tiefentladung) bleiben noch 8,5Ah.
8,5 Ah : 1,5A = 5,66h Nutzungszeit

Mit einem Gelakku 30Ah käme man auf:
15 Ah : 1,5A = 10 h Nutzungzeit.

Vermutlich zieht das Teleskop nur volle 1,5A wenn sporadisch die Motoren laufen.
Von daher würde ich auf einen einzelnen Gelakku um die 20-25Ah gehen.

dl3ro am 17 Dez 2011 18:29:03

Hallo,
die 1,5 A sind wahrscheinlich höchst/anlauf belastung oder im Schnell gang zum Positionieren. Aus eigener Erfahrung die Nachführung verbraucht sicher weit unter 1A bei mir ca. 125mA.
Die könnte man durch aqutoriale Ausrichtung bestimt nochmal um mehr als 2/3 absenken. so dass sich ein dauerstrom von ca.60-70mA ergibt. Es feht dann ja 1 Motor beim verstellen.
Ich habe mir einen Gelakku für 15 € mit ca. 10Ah von z.B. Pollin im Einsatz und das schon Jahre.....

Gast am 17 Dez 2011 19:14:19

Hallo Rolfblock,
ja du hast recht, so kann es schon sein. Drum hab ich ja geschrieben, dass man mit 2,5mm² auf der ganz sicheren Seite ist. Es ist ohnehin immer besser, wenn man gleich einen Kabeldurchmesser höher geht. Einziger Nachteil: das Gewicht.
Ich denke aber auch wie mein Vorredner, dass die 1,5A nur Spitzenströme sind.

Das mit der Kabeltrommel kam mir auch in den Sinn. Aber der genannten Bedenken wegen hab ich es nicht geschrieben.
Leider musst ich in jungen Jahren miterleben, wie ein Nachbar wegen "nur" 230V (damals noch 220V) ins Jenseits ging. Seither gehöre ich auch zu den "Paranoikern", die einen Laien lieber 10 mal zu viel wie einmal zu wenig warnen.
Wobei, wenn ich es so zusammenzähle, müsste ich schon 10-20 mal gestorben sein. :)

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