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Materialverhalten von Dielekrika bei zu hohem Strom
Suche nach: strom (35799) |
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BID = 360831
Svenja23
Gerade angekommen
Beiträge: 12
Wohnort: Berlin
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Hallo,
ich kann mir folgenden Sachverhalt nicht erklären.
Ich habe eine Leiter aus austenitischen Material (Querschnitt ca. 0,07qmm)
Dieser Leiter ist zum Teil mit PVC umhüllt.
Sobald ich einen Strom gepulst darüber schicke, brennt der nicht umhülltet Teil des Leiters weg.
Dieses Phänomen kann ich mir nur schwer erklären.
Jeder Leiter besitzt freie Ladungsträger zum Leiten von Strom. Das PVC besitzt diese Leiter nicht, aber wie kommt es bei Luft zu dieser großen Erwärmung, dass der Leiter wegbrennt?
Svenja |
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BID = 360847
perl
Ehrenmitglied
Beiträge: 11110,1
Wohnort: Rheinbach
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Außer wenn du sehr hohe Frequenzen, >> 100MHz, verwendest, dürfte der Effekt lediglich auf der besseren Kühlung des ummantelten Leiters beruhen.
Bei sehr hohen Frequenzen wird der Skineffekt so groß, daß auch das Dieelektrikum nennenswert zum Energietransport beiträgt.
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Haftungsausschluß:
Bei obigem Beitrag handelt es sich um meine private Meinung.
Rechtsansprüche dürfen aus deren Anwendung nicht abgeleitet werden.
Besonders VDE0100; VDE0550/0551; VDE0700; VDE0711; VDE0860 beachten ! |
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BID = 360906
Svenja23
Gerade angekommen
Beiträge: 12
Wohnort: Berlin
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Wie kann ich mir die bessere Kühlung der Ummantelung vorstellen?
Ich habe im Leiter Leitungselektronen, die elektrischen Strom und Wärme leiten.
Jetzt treffen diese Leitungsträger an der Grenzfläche auf ein Dielektrikum. Was passiert dann?
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BID = 360928
sam2
Urgestein
Beiträge: 35321
Wohnort: Franken (bairisch besetzte Zone)
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Durch die höhere Wärmekapazität und - Leitfähigkeit von PVC gegenüber Luft...? 
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BID = 360971
caes
Stammposter
Beiträge: 473
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Zitat :
sam2 hat am 17 Aug 2006 16:41 geschrieben :
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Durch die höhere Wärmekapazität und - Leitfähigkeit von PVC gegenüber Luft...?
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Yepp. Genauer gesagt spielt bei lang andauerndem Strom nur die Leitfaehigkeit eine Rolle. Der thermische "Kondensator" ist ja dann "voll".
Der Unterschied ist erheblich. Daten: lambda_PVC / lambda_Luft = 0,16 / 0,0026 = 62
(Werte in W/mK bei 20°C, Quelle: Kuchling, Taschenb. d. Physik)
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BID = 360975
Svenja23
Gerade angekommen
Beiträge: 12
Wohnort: Berlin
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Zitat :
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Yepp. Genauer gesagt spielt bei lang andauerndem Strom nur die Leitfaehigkeit eine Rolle.
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Die Stromdauer beträgt 3 mal 500 ms. Spielt dann in diesem Bereich der kapazitive Widerstand doch noch mit eine Rolle?
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BID = 361041
caes
Stammposter
Beiträge: 473
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Zitat :
Svenja23 hat am 17 Aug 2006 19:17 geschrieben :
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Die Stromdauer beträgt 3 mal 500 ms. Spielt dann in diesem Bereich der kapazitive Widerstand doch noch mit eine Rolle?
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Gemeint war nicht der kapazitive (elektrische) Widerstand, sondern die thermische Kapazitaet, also das Vermoegen der Anordnung, Waerme zu speichern.
Um das rechnerisch abzuschaetzen, braeuchte man allerdings eine Reihe von Daten, die Du uns nicht mitgeteilt hast.
Um kapazitive Stroeme brauchst Du Dir aber keine grossen Sorgen zu machen. Im Zehntelsekundenbereich werden die mit Sicherheit noch nicht auftreten.
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[ Diese Nachricht wurde geändert von: caes am 17 Aug 2006 21:40 ]
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BID = 361047
sam2
Urgestein
Beiträge: 35321
Wohnort: Franken (bairisch besetzte Zone)
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Die Kunststoffisolierung wirkt schlicht als ein Kühlkörper für den Draht!
Da er gleichmäßig wärmebelastet ist, schmilzt er dann eben im weniger gekühlten (da blanken) Bereich zuerst. Und wenn er durch ist, fleißt kein Strom mehr, so daß der isolierte Bereich sich nicht soweit erhitzen kann, bis der Draht auch dort schmelzen würde.
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BID = 361138
Svenja23
Gerade angekommen
Beiträge: 12
Wohnort: Berlin
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[quote]
caes schrieb am 2006-08-17 21:39 :
Zitat :
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Um das rechnerisch abzuschaetzen, braeuchte man allerdings eine Reihe von Daten, die Du uns nicht mitgeteilt hast.
[ Diese Nachricht wurde geändert von: caes am 17 Aug 2006 21:40 ]
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Die Stromstärke beträgt 4 A. Bei dem Leitermaterial handel es sich um 1.4438 mit Luft bzw. PVC.
3 Stromimpulse werden drübergeschickt mit je einer Stromdauer von 500 ms.
Das Leitermaterial hat folgende Abmessungen b=0,7mm t=0,1mm bei einer Länge von 20mm.
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BID = 361143
caes
Stammposter
Beiträge: 473
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Zitat :
Svenja23 hat am 18 Aug 2006 08:18 geschrieben :
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Die Stromstärke beträgt 4 A. Bei dem Leitermaterial handel es sich um 1.4438 mit Luft bzw. PVC.
3 Stromimpulse werden drübergeschickt mit je einer Stromdauer von 500 ms.
Das Leitermaterial hat folgende Abmessungen b=0,7mm t=0,1mm bei einer Länge von 20mm.
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Unklare Angaben.
Gleichstrom?
Dauer der Pausen zwischen den Impulsen?
Geometrische Form und Abmessungen des Querschnitts der Seele und des Mantels?
Spezifischer elektrischer Widerstand, thermische Kapazitaet und thermischer Leitwert, Schmelztemperatur der Seele?
Du muesstest zuerst den Widerstand ausrechnen und daraus die Leistung und Energie, die aufgenommen wird. Dann kannst Du sehen, ob der Mantel diese Leistung stationaer abgeben kann. Ist natuerlich ungenau wegen der Temperaturabhaengigkeit der Konstanten und des unbekannten thermischen Uebergangs zur Umgebungsluft; beispielsweise macht es einen Unterschied, ob der Draht horizontal oder vertikal verbaut ist.
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BID = 361167
perl
Ehrenmitglied
Beiträge: 11110,1
Wohnort: Rheinbach
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Außerdem: Was soll das ?
Wenn der Draht durchbrennt, muß man eben etwas an der Konstruktion ändern.
Vielleicht reicht es aus die blanken Enden mit einem Polyimidlack (sehr hitzebeständig) zu beschichten.
Vermutlich ist dann auch die PVC-Isolation keine gute Wahl, sondern man sollte etwas hitzebeständigeres wie Silikon, PTFE, PVDF, oder eben Polyimid wählen.
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