Was bedeuten die Stromdaten bei Autobatterieladegeräten?

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Autor
Was bedeuten die Stromdaten bei Autobatterieladegeräten?

    







BID = 539020

ulf

Gelegenheitsposter



Beiträge: 69
Wohnort: Saarland
 

  


Hallo,

da die Frage in https://forum.electronicwerkstatt.d.....33372
nur ein Nebenthema war und nicht beantwortet wurde, erlaube ich mir, sie hier noch mal neu stellen.

Gibt es eine Norm, an die sich die Anbieter von Autobatterieladegeräten bei ihren Ampere-Angaben halten (müssen)?
Oder kann man die Ladeströme völlig frei nach eigenen Meßvorschriften ermitteln?

Z.B. liegen auf der Kombiskala eines Dreheisen-Amperemeters die Effektivstrom-Zahlen um 50% höher als die arithmetischen Werte.
Das Verhältnis von Effektiv- und Peakstrom (im Scheitel der Sekundärspannung) düfte aus dem Bauch heraus geschätzt nochmal 1 : 2 sein.
Und schließlich beeinflußt die momentane Klemmenspanung der Batterie ebenfalls ganz wesentlich den Stromfluß: zwischen einer leeren 12V-Batterie mit 10,8 Volt und der Ladeschlußspannung von 14,2 Volt kann je nach Trafodaten ebenfalls ein Verhältnis von 2 : 1 oder noch mehr liegen.

So könnte man bei ein und dem selben Ladegerät, das z.B bei der Ladeschlußspannung von 14,2 Volt arithmetisch max. 3 Ampere liefert
1. einen Peakstrom von ~ 6 Ampere
2. den Peakstrom an einer leeren (statt fast vollen) Batterie mit 10,8 Volt Klemmenspanung von z.B. 15 Ampere nehmen und
3. diese 15 Ampere Peak auf Effektivstrom umgemünzt als ~ 22 Ampere darstellen, also mal rund eben das 7-fache der 3 A arithmetisch bei 14,2 Volt.

Diese (meine) Unsicherheit ähnelt im Prinzip doch ziemlich stark den Leistungsdaten von Audioverstärkern
a) nach der HiFi-DIN-Norm 45500(?), Dauer-Sinussignal bei max 1% Klirr z.B. an 4 Ohm
b) den marktschreierischen PMPO-Daten, die einen umso fetter von der Packung anspringen, je billiger ihr Inhalt ist:
Z.B. 200 Watt für PC-Aktivlautsprecher mit handtellergroßen Chassis . . . diese 200 Watt kann das Netzteil bei nur 1 angesteuerten Kanal (und 30% überhöher Netzspannung ) vielleicht für 1 µsec liefern, während man die handfeste Sinusleistung anhand der Trafogröße und anderer verräterischer Daten oft um den Faktor 20 niedriger schätzen kann.


BTT:
Wer kann mir nun sagen, wie die Amperedaten von Batterieladern zu verstehen sind, und unter welchen Bedingungen sie ermittelt werden (sollten)?



_________________
Gruß Ulf (Amateurbastler)

BID = 539039

BlackLight

Inventar

Beiträge: 5304

 

  


Zitat : ulf hat am  2 Aug 2008 18:58 geschrieben :
... Ampere-Angaben ...
Oder kann man die Ladeströme ...
Bis jetzt dachte ich immer, die Stromangabe wäre nur der maximale Ladestrom.
Bei der Ladung Strombegrenzung und Spannungsbegrenzung fällt der Ladestrom mit zunehmendem Ladezustand halt ab.

BID = 539057

ulf

Gelegenheitsposter



Beiträge: 69
Wohnort: Saarland


Zitat :
BlackLight hat am  2 Aug 2008 20:43 geschrieben :

Bei der Ladung Strombegrenzung und Spannungsbegrenzung fällt der Ladestrom mit zunehmendem Ladezustand halt ab.
Ja, er variiert zwangsläufig je nach Ladezustand - aber die Ladegeräte (in Baumärkten usw.) haben nur einen Ladestrom-Amperewert ohne irgendwelche Erläuterungen, und das verwirrt mich halt.

_________________
Gruß Ulf (Amateurbastler)

BID = 539058

perl

Ehrenmitglied



Beiträge: 11110,1
Wohnort: Rheinbach

Wenn das nicht ein sehr teures kommerzielles Ladegerät mit den entsprechendem Spezifikationen ist, können das nur Effektivwerte sein.
1) Das billige Dreheiseninstrument misst nicht anderes,
2) dieser Wert entscheidet, ob derTrafo qualmt und deshalb ist
3) der Sicherungsautomat dafür ausgelegt.
Ausserdem ist
4) der Effektiwert bei diesen Kisten werbewirksam immer höher als der Mittelwert.

Du kannst das aber leicht kontrollieren, indem du beim Laden in Reihe mit dem Akku ein gewöhnliches Amperemeter, das also keine "TrueRms"-Messung beherrscht, schaltest und die Anzeigen vom Ladegerät und Drehspul- oder Digitalinstrument vergleichst.


Ausser dass die Laderei deshalb länger als geschätzt dauert, passiert dabei aber nicht viel, da beim Laden von Bleiakkus hauptsächlich auf die Spannung geachtet wird. (Wieder mit Ausnahme von Profigeräten, die spezielle Profile fahren.)




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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 !

BID = 539199

ulf

Gelegenheitsposter



Beiträge: 69
Wohnort: Saarland


Zitat :
perl hat am  2 Aug 2008 23:05 geschrieben :

Wenn das nicht ein sehr teures kommerzielles Ladegerät mit den entsprechendem Spezifikationen ist, können das nur Effektivwerte sein.
1) Das billige Dreheiseninstrument misst nicht anderes,
2) dieser Wert entscheidet, ob derTrafo qualmt und deshalb ist
3) der Sicherungsautomat dafür ausgelegt.
Ausserdem ist
4) der Effektiwert bei diesen Kisten werbewirksam immer höher als der Mittelwert.

Du kannst das aber leicht kontrollieren, indem du beim Laden in Reihe mit dem Akku ein gewöhnliches Amperemeter, das also keine "TrueRms"-Messung beherrscht, schaltest und die Anzeigen vom Ladegerät und Drehspul- oder Digitalinstrument vergleichst.



(Aus https://forum.electronicwerkstatt.d......html )
Elektrochemisch am Akku ist der arithmetische Mittelwert des Stromes wirksam. Den zeigen Drehspulinstrumente oder die billigen digitalen Panelmeter mit ihrer Tiefpasscharakteristik richtig an.

Für die Erwärmung des Trafos hingegen ist der Effektivwert des Stromes verantwortlich. Um den richtig zu messen, nimmt man am einfachsten ein Weicheisenamperemeter.

Was genau ist eigentlich ein Weicheisenamperemeter? So ein „bewegtes Eisenplättchen in Spule“-Dreheisen-Teil, wie es die gängigen Autoladegeräte haben?
Suche + Google + Wikipedia haben mir nicht wirklich weitergeholfen . . aber das „eisen“ deutet IMO auf ein magnetisches Zeigerbewegungsprinzip hin, und die Magnetkraft ist doch ausschließlich von der Stromstärke abhängig?

Gedankenexperiment zur Verdeutlichung: Wir messen mit einem präzise anzeigenden Dreheiseninstrument zuerst einen Gleichstrom von 1 A. Dann erhöhen wir ihn ganz langsam auf 2 A: der Zeiger sollte dem Strom exakt folgen.
Dann schalten wir den Strom auf einen 0,1 Hz-Sinus mit den Peakwerten 1 und 2 A um: der Zeiger müßte immer noch präzise zwischen 1 und 2 pendeln.
Nun erhöhen wir allmählich (nur) die Frequenz, und irgendwann wird der Zeiger aufgrund der Trägheit der bewegten Teile nicht mehr die volle Amplitude zwischen 1 und 2 A beschreiben können.
Ich würde nun erwarten, daß er symmetrisch um den arithmetischen Mittelwert von 1,5 A zittert, und bei ausreichend hoher Frequenz dort stillzustehen scheint.
Eine Effektivanzeige würde allerdings bedeuten, daß er er "irgendetwas quadratisch überhöhtes" anzeigt, also z.B 1,5² = 2,25 A: das wäre mehr als der reale obere Scheitelwert des Stromes!
Bei welcher Frequenz würde sich denn die Mitte des Zeigerzitterbereiches von dem arithmetischen Stromwert 1,5 lösen, bzw. ab wann übersteigt der obere Zeigerauslenkung das Strommaximum von 2 A?

Anders ausgedrückt: Wo liegt bei einer Effektivstromanzeige der Übergang bzw. Bruch zwischen langsam verändertem Gleichstrom und Wechselstrom?


_________________
Gruß Ulf (Amateurbastler)

BID = 539317

selfman

Schreibmaschine



Beiträge: 1681
Wohnort: Seekirchen a. W.


Zitat :
Das billige Dreheiseninstrument misst nicht anderes
Muß nicht sein, sogar das Einhe** Ladegerät, das ich gerade rep. habe mißt mit Drehspulinstrumenten mit externen Vorwiderständen.

@ulf
Du übersiehst da einige Details bei Deiner Betrachtung:

1)Bei Gleichstrom ist gibt es keinen Unterschied zwischen Effektivwert und Maximalwert.

2)Auch bei Wechselstrom schwankt der Strom nicht, wenn nicht irgenwie künstlich hervorgerufen, zwischen zwei verschiedenen Höchstwerten hin und her, sondern nur vom positiven zum negativen Höchstwert, der in der Regel gleich hoch ist.

3) D.h., daß ein Drehspulinstrument bei hinreichend langsamer Frequenz einmal bis 1A positiv und einmal bis 1A negativ auschlagen würde (wechselnde Magetfeld in der Spule wird vom festen Magetfeld des Permanenemagneten einmal hin und einmal her agelenkt). Kann der Zeiger der Frequenz nicht mehr folgen (Trägheit), stellt sich immer mehr der arithmetische Mittelwert ein, und das ist Null.

4) Bei einem Weicheiseninstrument (Dreheiseninstrument) ist durch die Bauform praktisch ein Quadrierer eingebaut und die Impulse sind dadurch alle positiv (feststehender und beweglicher Eisenteil befinden sich im gleichen Magnetfeld, beide werden im Verhältnis der Stromstärke gleich stark magnetisiert). Die Skala ist dann auf die Wurzel dieses Quadrats geeicht, weil der Effektivwert ja salopp gesagt ja "die Wurzel aus dem Quadrat" des Meßwertes ist. Dadurch schlägt das Dreheiseninstrument immer positiv aus und würde bei hinreichend niedriger Frequenz von Null bis zum Scheitelwert der Meßgröße pendeln. Wenn auch hier der Zeiger infolge Trägheit nicht mehr folgen kann, dann stellt sich eben der Effektivwert als Anzeigwert ein.

5)Die Mittelwertbildung erfolgt immer durch die Trägheit des Meßinstruments.

Batterieladegeräte haben meist bewußt eine etwas höheren Innenwiderstand und sind durdurch sehr "spannungsweich". Damit verhindert man, daß der Strom bei völlig etladenen Batterien zu stark steigt.
Erreicht wird das durch Trafos mit relativ großer Streuung, zusätzliche Drosselspulen und auch durch altmodische aber bestens bewährten Selengleichrichter.

_________________
Traue keinem Ding, das du nicht selber vermurkst hast.

BID = 539324

cholertinu

Inventar



Beiträge: 3755
Wohnort: CH


Zitat :
selfman hat am  4 Aug 2008 07:38 geschrieben :

1)Bei Gleichstrom ist gibt es keinen Unterschied zwischen Effektivwert und Maximalwert.

Das stimmt auch nur, solange der Gleichstrom keinen überlagerten Wechselstromanteil hat.

BID = 539354

selfman

Schreibmaschine



Beiträge: 1681
Wohnort: Seekirchen a. W.

Dann ist es ja ganz streng genommen kein Gleichstrom mehr! (Als Gleichstrom wird ein elektrischer Strom bezeichnet, dessen Stärke und Richtung sich nicht ändert...; Auszug aus Wikipedia)

Schöne Grüße Selfman

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Traue keinem Ding, das du nicht selber vermurkst hast.

BID = 539362

ulf

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Beiträge: 69
Wohnort: Saarland


Zitat :
selfman hat am  4 Aug 2008 07:38 geschrieben :

Muß nicht sein, sogar das Einhe** Ladegerät, das ich gerade rep. habe mißt mit Drehspulinstrumenten mit externen Vorwiderständen.

Ui, wie luxuriös
Alle Baterielader-Amperemeter, die ich bisher gesehen habe, sind nur Dreheisen-Teile, durch die der volle Ladestrom fließt.


Zitat :
Bei einem Weicheiseninstrument (Dreheiseninstrument) ist durch die Bauform praktisch ein Quadrierer eingebaut und die Impulse sind dadurch alle positiv (feststehender und beweglicher Eisenteil befinden sich im gleichen Magnetfeld, beide werden im Verhältnis der Stromstärke gleich stark magnetisiert).
Aha, hier ist der Unterschied: bei meinen würde ein "Rückwärts-Strom" den Zeiger in den negativen Bereich drücken, da insgesamt nur ein (drehbares) Eisenplättchen vorhanden ist, desen Ruhelage von einem kleinen daneben angebrachten Permanentmagneten bestimmt wird.
Um beides drumherum ist die Spule gewickelt. Fließt nun ein Strom, dann überlagert sich dessen Spulenfeld mit dem des Permanentmagneten und verdreht dessen Feldlinien mit steigender Stromstärke immer mehr. Das Eisenplättchen an der Zeigerwelle richtet sich immer parallel zur aktuellen Feldlinienrichtung aus.

Ist dieses Meßprinzip (soweit ich Deine Ausführungen verstanden habe, ohne "Quadrierer") dann auch eine Effektivstrom-Anzeige, oder eine arithmetische Anzeige?



Zitat :
Die Skala ist dann auf die Wurzel dieses Quadrats geeicht, weil der Effektivwert ja salopp gesagt ja "die Wurzel aus dem Quadrat" des Meßwertes ist. Dadurch schlägt das Dreheiseninstrument immer positiv aus und würde bei hinreichend niedriger Frequenz von Null bis zum Scheitelwert der Meßgröße pendeln. Wenn auch hier der Zeiger infolge Trägheit nicht mehr folgen kann, dann stellt sich eben der Effektivwert als Anzeigwert ein.
. . .
Bei Gleichstrom ist gibt es keinen Unterschied zwischen Effektivwert und Maximalwert.
OK, gehen wir der Einfachheit halber mal von einem theoretischen Sinusverlauf des gleichgerichteten Batterie-Ladestromes aus: zwischen Null und + 10 Ampere als Peakwert.
Nehmen wir ferner an, die Skala sei mit Gleichstrom geeicht, und die Netzfrequenz (für den Ladetrafo) sei zunächst 0,5 Hz:
Zitat :
Dadurch schlägt das Dreheiseninstrument immer positiv aus und würde bei hinreichend niedriger Frequenz von Null bis zum Scheitelwert der Meßgröße pendeln.
Das entspricht auch meiner Vorstellung.
Aber nun erhöhen wir die Netzfrequenz langsam immer weiter.
Zitat :
Wenn auch hier der Zeiger infolge Trägheit nicht mehr folgen kann, dann stellt sich eben der Effektivwert als Anzeigwert ein.
Und genau hier kommen wir zum Knackpunkt: Auf welchen Skalenwert wird sich der Zeiger einpendeln, und warum?
5A kann es wohl nicht sein, weil das der arithmetische Mittelwert wäre - aber ein (übliches) Weicheisenamperemeter zeigt ja den Effektivwert an, der irgendwo höher liegt . . .



Zitat :
Batterieladegeräte haben meist bewußt eine etwas höheren Innenwiderstand und sind durdurch sehr "spannungsweich". Damit verhindert man, daß der Strom bei völlig etladenen Batterien zu stark steigt.
Erreicht wird das durch Trafos mit relativ großer Streuung, zusätzliche Drosselspulen und auch durch altmodische aber bestens bewährten Selengleichrichter.
Das ist bei ungeregelten Geräten sicherlich sinnvoll, aber sobald eine Elektronik die Ladespannung begrenzt, könnte man sich bei normalen Starterbatterien über niedrige Innenwiderstande des Trafos (solange er an einer leeren Batterie nicht abfackelt) dem "Ladeprinzip Lichtmaschine" annähern:
Unterhalb der Ladeschlußspannung mit Trafo-Vollgasund ab dem Erreichen der Ladeschlußspannung mit Konstanspannug.

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Gruß Ulf (Amateurbastler)


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