Elektrische Spannung - CC-Agri

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Elektrotechnik

Elektrische Ladung - Atomaufbau
Alle Stoffe – Gase, Flüssigkeiten, Körper- bestehen aus winzigen
Teilchen, den Atomen
Aufbau des Lithiumatoms
Aufbau des Wasserstoff-, des Aluminium- und
des Kupferatoms
3 Protonen
3 Neutronen
3 Elektronen
Beim Aluminium- und beim Kupferatom sind der
einfachheitshalber die Elektronenbahnen als
Kreisbahnen in einer Ebene dargestellt
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Elektrische Ladung – Entstehung
Entstehung der positiven Ladung
auf dem Glasstab
Entstehung der negativen Ladung
auf dem Hartgummistab
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Positive und negative elektrische Ladung
Abstoßung geriebener Hartgummistäbe
Anziehung von geriebenem
Hartgummi- und Glasstab
Gleichartige Ladungen stoßen sich ab.
Ungleichartige Ladungen ziehen sich an.
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Elektrischer Strom in Leitern
Freie Elektronen und positive
Ladungen eines Leiters
Fortbewegung freier Elektronen
im Leiter
In elektrischen Leitern pflanzt sich der Strom mit Lichtgeschwindigkeit fort.
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Stromstärke
Strom fließt nur in geschlossenen Stromkreisen.
Schaltplan eines Stromkreises
Seit 1948 wird das Ampere wie folgt definiert:
1A ist die Stärke des zeitlich konstanten elektrischen
Stromes, der im Vakuum zwischen parallelen, unendlich langen,
geraden Leitern mit vernachlässigbar kleinem kreisförmigem
Querschnitt und dem Abstand von 1m zwischen diesen Leitern
eine Kraft von 2 – 10 -7 Newton pro Meter Leiterlänge
hervorrufen würde.
Quelle: Wikipedia
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Stromdichte
Bei gleicher Stromstärke fließen durch einen großen und kleinen Draht gleichviele
Elektronen je Sekunde. In dem Draht mit kleinem Querschnitt sind die Elektronen
jedoch dichter beieinander als bei dem großen Querschnitt. Dadurch ist die
Erwärmung im kleinen Querschnitt größer. Die Stromstärke je mm² Querschnitt nennt
man Stromdichte S.
S =
I
A
Stromdichte in verschiedenen
Drahtquerschnitten bei gleicher Stromstärke
Schließt man eine alte Glühlampe an die Netzspannung an, so ist die Stromstärke
an jeder Stelle des Stromkreises gleich groß ist. In der Drahtwendel der Lampe
ist jedoch die Stromdichte wegen des geringen Drahtquerschnitts wesentlich größer
als in den Zuleitungen.
Der Drahtquerschnitt erwärmt sich um so mehr, je größer die Stromdichte ist.
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Messen der Stromstärke
Stommessung in einem Stromkreis
Das Messinstrument zum Messen der
elektrische Stromstärke nennt man
Strommesser (Amperemeter).
Zur Messung muss der Strom durch das
Messinstrument fließen (Reihenschaltung).
Der Stromesser muss in die Leitung geschaltet werden.
Schaltzeichen
Die elektronische Stromstärke hat das Formelzeichen I.
Die Maßeinheit der elektrischen Stromstärke ist Ampere
(Kurzzeichen: A)
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1 Kiloampere = 1 kA = 1000 A 1 Milliampere = 1 mA =
1 Mikroampere = 1 µA =
1
1000000 A
1
1000 A

Stromarten
Gleichstrom ist ein elektrischer Strom, der dauernd
in gleicher Richtung und mit gleicher Stärke fließt (Zeichen -).
Wechselstrom ist ein elektrischer Strom, der ständig
seine Richtung und seine Stärke wechselt (Zeichen ~).
Die Häufigkeit wird mit Frequenz bezeichnet.
Es gilt dafür die Einheit Hertz [Hz].
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Elektrische Spannung
Damit ein Strom fließt, die Elektronen sich bewegen, muss eine elektrische Spannung
vorhanden sein.
Die elektronische Spannung entsteht in der Stromquelle. Besser ist somit der Begriff
Spannungsquelle. Strom kann nur fließen, wenn der Stromkreis geschlossen ist.
tatsächliche
Elektronenstrom
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Spannungserzeugung
Spannungserzeugung durch Induktion
Wird ein Dauermagnet in einer Spule hin- und herbewegt, so entsteht in der Spule eine
Wechselspannung.
Die Spannungserzeugung mit Hilfe des Magnetismus nennt man Induktion. In Generatoren
(Fahrraddynamo, Lichtmaschine im Kraftfahrzeug, Generator im Kraftwerk) wird auf diese
Art die Spannung erzeugt.
Spannungserzeugung durch
induktive Wirkung
Quelle: Geschwister-Scholl-Gymnasium
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Spannungserzeugung
N
Eisenkern
S
Spule
Wechsel
- strom
~
Gleich
- strom
=
Gleichrichter
Akku
Quelle: www.restpostenserver.de
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Spannungserzeugung
Spannungserzeugung durch chemische Wirkung
Zwischen zwei verschiedenen Leitern, die sich in einer leitenden Flüssigkeit befinden,
entsteht eine Gleichspannung. Eine derartige Spannungsquelle nennt man galvanisches
Element. Es wird verwendet für Taschenlampenbatterien, Monozellen usw.
Spannungserzeugung durch
chemische Wirkung
Akkumulator
Quelle: www.techniklexikon.net
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Spannungserzeugung
Spannungserzeugung in Verbindung mit einer Brennstoffzelle
Eine Brennstoffzelle besteht aus Elektroden, die durch eine semipermeable Membran oder
einen Elektrolyt (Ionenleiter) voneinander getrennt sind.
Die Elektrodenplatten/Bipolarplatten bestehen meist aus Metall oder Kohlenstoffnanoröhren.
Sie sind mit einem Katalysator beschichtet, zum Beispiel mit Platin oder mit Palladium. Als
Elektrolyten können beispielsweise gelöste Laugen oder Säuren, Alkalicarbonatschmelzen,
Keramiken oder Membranen dienen. Die Energie liefert eine Reaktion von Sauerstoff mit dem
Brennstoff, der Wasserstoff sein kann, jedoch ebenso aus organischen Verbindungen wie
z. B. Methan oder Methanol bestehen kann. Beide Reaktionspartner werden über die
Elektroden kontinuierlich zugeführt.
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Quelle: www.wikipedia.org

Allis-Chalmers Traktor mit Brennstoffzelle 1959
• 20 PS DC
Elektromotor
• 1008 Brennstoffzellen
in 112 Einheiten
von 9 Zellen in vier Bänken
• Weltweit erstes Brennstoffzellen
Fahrzeug!
Quelle: Smithsonian Institute, http://www.si.edu/
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Moderner Traktor mit Brennstoffzelle -
New Holland 2009
Der Wasserstoff kommt aus dem Tank (1) zusammen mit dem Sauerstoff aus der per
Kompressor (2) verdichteten Luft in die Brennstoffzellen (3). Der entstehende
elektrische Strom wird über entsprechende Widerstande und Inverter (4) zu den zwei
Elektromotoren (5) geleitet. Diese treiben sowohl den Antriebsstrang als auch
Zapfwelle und Ölpumpen an.
Quelle: New Holland
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Spannungserzeugung
Spannungserzeugung durch Kristallverformung (Piezo-Elektrizität)
An zwei Flächen eines gedrückten oder gezogenen Kristalls entstehen verschiedene
elektrische Ladungen. Der Druckwechsel bewirkt Wechselspannung.
Die Kristalle von Quarz, Turmalin haben ein Kristallgitter mit regelmäßig verteilten positiven
und negativen Ladungen. Schneidet man aus einem solchen Kristall quer zur sogenannten
elektrischen Achse ein Stücker heraus, so gelangen an diesem Stück durch Druck oder Zug
unterschiedliche Ladungen an zwei gegenüberliegende Oberflächen. Dort können sie durch
leitende Beläge abgenommen werden.
Die Spannungserzeugung durch den sogenannten piezoelektrischen Effekt wird z.B. bei
Feuerzeugen genutzt.
Piezo-Elektrizität
Quelle: buch-der-synergie.de
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Spannungserzeugung durch Licht
Spannungserzeugung
Im Fotoelement befindet sich z.B. eine Selenschicht aus einer Grundplatte (meist Eisen). Das
Selen ist entweder mit einer lichtdurchlässigen, leitenden Schicht bedeckt oder direkt mit
einem Kontaktring verbunden (Bild 33). Jedes Foto-Element hat im Inneren der wirksamen
Schicht (Selen) eine Sperrzone, die nur in einer Richtung Elektronen durchlässt. Durch die
Beleuchtung des Foto-Elements entstehen in der wirksamen Schicht freie Elektronen, die von
einer Seite der Sperrzone auf die andere Seite gedrückt werden. An der Grundplatte bildet
sich ein Elektronenmangel (positiver Pol) , an der Deckschicht oder am Kontaktring ein
Elektronenüberschuss (negativer Pol)
Foto-Element
Quelle: Fernando Tomás from Zaragoza, Spain
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Spannungserzeugung durch Reibung
Spannungserzeugung
Durch Reiben von Isolierstoffen können unterschiedliche elektrische Ladungen erzeugt
werden. Elektrische Spannung durch Reibung entsteht ungewollt bei der
elektromagnetischen Aufladung von Fahrzeugen, Flugzeugen, Papier und Kunstofffolien,
Geweben aus Chemiefasern und bei Kunststoffreibriemen,
Quelle: Chris Darling from Portland, USA
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Spannungserzeugung durch Wärme
Spannungserzeugung
An der erwärmten Verbindungsstelle von zwei verschiedenen Metallen entsteht eine
Gleichspannung.
Eine derartige Spannungsquelle nennt man Thermoelement.
Durch die Erwärmung gehen Elektroden vom Kupferdraht zum Konstantandraht über. Am
Kupfer entsteht der positive Pol der Spannungsquelle (Elektronenmangel), am Konstanten
der negativen Pol (Elektronenüberschuss). Man verwendet das Thermoelement meist zur
Temperatur-Fernmessung. Thermoelemente lasen sich an sonst unzugänglichen Stellen,
z.B. in Öfen oder in Wickelungen, anbringen.
Thermoelement
Quelle: http://shop.meilhaus.de
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Messen der elektrischen Spannung
Messen der Spannung
Die elektrische Spannung wird mit dem Spannungsmesser (Voltmeter)
gemessen. Die zu messende Spannung muss an den Klemmen des
Spannungsmessers angeschlossen werden. Spannung kann immer
nur zwischen zwei Punkten im Stromkreis bestehen, z.B. zwischen
den Klemmen des Verbrauchers. Der Spannungsmesser liegt dann
neben dem Verbraucher, also im Nebenschluss (Parallelschaltung).
Die elektrische Spannung (Formelzeichen U) misst man in Volt
(Kurzzeichen V).
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Schaltzeichen
Zur Messung der elektrischen Spannung schaltet
man den Spannungsmesser an die Anschlussklemmen
des Verbrauchers (Parallelschaltung).

Messen der elektrischen Spannung
Umrechnungsgrößen
1 Kilovolt = 1 kV = 1000 V
1
1 Millivolt = 1 mV =
1000 V
1
1 Mikrovolt = 1 µV =
1 000 000 V
Die Nennspannung ist die auf dem Typenschild
des Verbrauchers angegebene Spannung.
Die üblichen Nennspannungen von
Spannungsquellen sind genormt.
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Elektrischer Widerstand und Ohmsches Gesetz
Fließt durch einen Leiter elektrischer Strom, so bewegen sich die
freien Ladungsträger. Bei dieser Bewegung müssen sich die
Ladungsträger (die freien Elektronen) zwischen den Atomen
hindurchzwängen. Die Ladungsträger werden gebremst. Jeder
Leiter setzt dem elektrischen Strom einen Widerstand entgegen
Der elektrische Widerstand R hat die Maßeinheit Ohm (Ω)
1 Kilo Ohm = 1 kΩ = 1000 Ω 1 Mega Ohm = 1 M Ω = 1 000 000 Ω
In einem Stromkreis wächst der Strom im gleichen
Verhältnis wie die Spannung. Eine große Spannung
bedeutet einen großen Druck auf die freien Elektronen.
Messung von Strom und Spannung
bei einem Widerstand.
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Elektrischer Widerstand und Ohmsches Gesetz
Bei gleicher Spannung verhält sich Strom umgekehrt wie der
Widerstand. Der doppelte Widerstand ergibt den halben Strom, der
dreifache Widerstand ein Drittel des Stroms usw. Je größer der
Widerstand ist, desto kleiner ist der Strom. Der elektrische Strom
ist von der Spannung und vom Widerstand abhängig.
Die Stromstärke I ist um so größer je größer
die Spannung U und je kleiner der Widerstand R ist.
Es gilt das Ohmsche Gesetz
U = R · I
Ohmsches Gesetzt
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Elektrischer Widerstand - Beispiel
Durch einen Lötkolben fließt ein Strom von I = 0,27 A, wenn er an
U = 230 V angeschlossen ist.
Wie groß ist der Wiederstand des Lötkolbens?
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Spezifischer Widerstand
Jedes Material hat einen eigenen Widerstand, der von der Atomdichte und Anzahl der freien
Elektronen abhängig ist. Der Widerstand wird deshalb spezifischer Widerstand genannt.
Je kürzer die Leitungslänge und je größer der Leitungsquerschnitt, des Materials, desto
geringer der ohmsche / elektrische Widerstand. Durch eine Änderung der Leitungslänge und des
Querschnitts ändert sich nur der ohmsche Widerstand. Der spezifischer Widerstand ist eine
Materialkonstante und somit ein fest definierter Wert.
Widerstandsmessung
von Drähten
Definition
Der Widerstand eines Leiters von 1 m Länge
und 1 mm² Querschnitt bei 20° C ist der
spezifische Widerstand. Der Kehrwert des
spezifischen Widerstands nennt man elektrische
Leitfähigkeit.
Der Widerstand des Eisendrahtes ist mehr als siebenmal größer als der Widerstand des
Kupferdrahtes. Beim Vergleich der Widerstände verschiedener Leiter mit gleicher Länge und
gleichem Querschnitt stellt man fest, dass ihre Widerstände verschieden sind. Der
Leiterwiderstand ist vom Werkstoff des Leiters abhängig.
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Spezifischer Widerstand
Es gilt folgende Gleichung für den spezifischen Widerstand ρ
ρ = R ⋅ A
l
[ Ω ⋅ mm²
m
]
R : Ohmscher Widerstand
A : Leitungsquerschnitt
l : Leiterlänge
Beispiele für den spezifischen Widerstand (bei 20° C)
Silber ρ = 0,015
Ω ⋅ mm²
m
Aluminium ρ = 0,0278 Ω ⋅ mm²
m
Kupfer ρ = 0,01678
Ω ⋅ mm²
m
Konstantan ρ = 0,5
Ω ⋅ mm²
m
Kohle ρ = 66
Ω ⋅ mm²
m
Eisen ρ = 0,13
Ω ⋅ mm²
m
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Spannungsabfall in Leitungen
Auch die Zuleitungen haben einen Widerstand. Im Stromkreis sind Verbraucher und
Leitungen in Reihe geschaltet. Die angelegte Spannung verteilt sich auf die Zuleitung,
den Verbraucher und die Rückleitung. An beiden Leitungen fällt ein Teil der angelegten
Spannung ab. Dieser Spannungsabfall U a in den Leitungen geht dem Verbraucher
verloren.
Der Spannungsabfall ist die Spannung, die in den Leitungen verloren geht, wenn
Strom fließt.
Spannungsabfall in Leitungen
Ein größerer Strom ruft in den Leitungen einen größeren Spannungsabfall U a hervor.
Der Spannungsabfall in der Leitung wird umso größer, je größer der
Leitungswiderstand ist.
U a = I · R Ltg
[V]
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Spannungsabfall in Leitungen
Ein Spannungsabfall in den Leitungen verursacht Energieverluste, die in Wärme
umgewandelt werden. Man ist deshalb bestrebt, den Spannungsabfall möglichst klein
zu halten. Der Spannungsabfall wird meist in % der Nennspannung angegeben. Das
Formelzeichen für den Spannungsabfall in % ist U a .
R Ltg = ρ ⋅ l A
Ua = I ⋅ R Ltg
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Spannungsabfall in Leitungen - Beispiel
Zu – und Rückleitung aus 1,5 mm² Kupfer sind jeweils 10 m lang. Es fließt ein Strom
von I = 13 A. Wie groß ist der Spannungsabfall in dieser Leitung in V und Prozent der
Nennspannung 230 V.
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Widerstand und Temperatur
Der Widerstand von Kaltleitern (Metallen) nimmt bei Temperaturerhöhung zu
Der Widerstand von Heißleitern (z.B. Kohle) nimmt bei Temperaturerhöhung ab
Die Größe der Widerstandsänderung wird durch den Temperaturbeiwert/
Temperaturkoeffizient α angegeben.
Der Temperaturbeiwert gibt an, um wie viel Ohm der Widerstand 1 Ω bei
1°Temperaturerhöhung größer oder kleiner wird.
Für Berechnungen verwendet man häufig den Temperaturbeiwert in %. Der Widerstand
von Heißleitern wird bei Temperaturerhöhung kleiner. Der Temperaturbeiwert von
Heißleitern ist daher negativ.
Temperaturbeiwerte:
Kupfer α = 0,0039 = 0,39 % Nickel α = 0,00018 = 0,018 %
Aluminium α = 0,0038 = 0,38 % Mangan α = 0,00002 = 0,002 %
Widerstandsänderung
ΔR = α ⋅ R k ⋅ Δ t
Dabei ist R k der Kaltwiderstand bei 20° C und Δ t die Übertemperatur ist Grad über 20° C
hinaus. Der neue Widerstand, der Warmwiderstand Rw, setzt sich aus dem
Kaltwiderstand R k und der Widerstandsänderung ΔR zusammen.
Rw = R k + ΔR

Reihenschaltung
Bei der Reihenschaltung sind die einzelnen Verbraucher, z.B. Glühlampen, so
geschaltet, dass sie nacheinander vom gleichen Strom durchflossen werden. Die
Reihenschaltung nennt man auch Hintereinanderschaltung der Serienschaltung.
Die Stromstärke ist gleich, weil der Strom sich nirgends verzweigt.
In der Reihenschaltung ist die Stromstäre überall gleich.
Bei der Reihenschaltung ist die Summer der Teilspannung so
groß wie die angelegte Spannung.
U = U 1 + U 2 + …
Reihenschaltung:
Messen des Stroms
Bei der Reihenschaltung ist der Gesamtwiderstand
so groß wie die Summer der Einzelwiderstände.
R = R 1 + R 2 + …
Bei der Reihenschaltung verhalten sich die Teilspannungen
wie die zugehörigen Einzelwiderstände.
U 1 = R 1
U 2
R 2
Reihenschaltung:
Messen der Spannung
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Reihenschaltung – Beispiel
Vier Widerstände R 1 = 10 Ω, R 2 = 20 Ω, R 3 = 30 Ω und R 4 = 50 Ω sind in Reihe geschaltet
und liegen an 220 V.
Wie groß ist der Gesamtwiderstand, die Stromstärke und die Teilspannung, die an den
einzelnen Widerständen liegen!
Aus dieser Rechnung ersieht man, dass bei der Reihenschaltung am größten Widerstand
die größte Spannung und am kleineren Widerstand die kleinere Spannung liegt. Vergleicht
man die Teilspannung mit den Einzelwiderständen, so verhält sich die Teilspannung U 1 zur
Teilspannung U 2 wie der Einzelwiderstand R 1 zum Einzelwiderstand R 2.
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Reihenschaltung
Anwendung der Reihenschaltung. Verbraucher, z.B. Glühlampen, werden selten in Reihe
geschaltet. Fällt eine aus, dann ist der ganze Stromkreis unterbrochen.
Bei Illuminationslampen, z.B. Christbaumbeleutung und machen Reklamebeleuchtungen
wird die Reihenschaltung angewendet.
Um bei solchen Beleuchtungen zu verhindern, dass beim Durchbrennen eine Lampe der
ganze Stromkreis unterbrochen wird, überbrückt man jede Lampe mit einem
Heißleiterwiderstand. Beim Durchbrennen überbrückter Lampen fließt ein Strom durch den
Überbrückungswiderstand. Dieser wird dabei warm, sein Widerstand geringer, so dass er
als Stromweg für die ausgefallene Lampe dienen kann.
Quelle: www.leifiphysik.de
Quelle: www.suchebiete.com
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Parallelschaltung
An parallel geschalteten Verbrauchern liegt dieselbe Spannung.
Durch die Parallelschaltung ist es möglich, gleichzeitig mehrere Verbraucher unabhängig
von einander zu speisen. Daher werden die am Ortsnetz angeschlossenen Verbraucher
Parallel geschaltet.
Parallelschaltung:
Messen der Spannung
Parallelschaltung:
Messen der Ströme
Der Strom in der Zuleitung verzweigt sich auf die einzelnen Verbraucher. Man nennt die
Ströme in den einzelnen Verbrauchern Zweigströme oder Teilströme.
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Parallelschaltung
Bei der Parallelschaltung ist die Summe der Zweigströme so groß wie der Gesamtstrom.
I = I 1 + I 2 + …
Da an den Widerständen in der Parallelschaltung dieselbe Spannung liegt, verhalten sich
die Zweigströme umgekehrt wie die zugehörigen Widerstände.
I 1 ≈ 1
R 1
Durch Parallelschaltung mehrerer Verbraucher wird der Gesamtwiderstand
(Ersatzwiderstand) im Stromkreis kleiner.
1
= 1 + 1 + 1 …
R ers R 1
R 2
R 3
Bei nur zwei parallel geschalteten Widerständen lässt sich die Formel zur Berechnung des
Ersatzwiderstands R ers vereinfachen:
1
R ers
= R 1 + R 2
R 1
⋅ R 2
R ers = R 1 ⋅ R 2
R 1
+R 2
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Parallelschaltung – Beispiel
Berechnen Sie den Ersatzwiderstand für 2 parallel geschaltete Widerstände
R 1 = 50 Ω und R 2 = 100 Ω.
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Elektrische Antriebe in Traktoren und
Landmaschinen

Elektrische Antriebe in Landmaschinen
(im Spannungsbereich von 12 V)
• Welche Antriebe werden verwendet?
– Rotatorisch
– Linear
• Saatgutdosierung
– Zentral (pneumatische Sämaschinen, Einzelkornsaat)
– Dezentral (Einzelkornsaat)
• Düngerdosierung
– Zentral (Sämaschinen)
• Stellglieder jeglicher Art
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Eigenschaften
– sind sehr gut zu regeln (auch synchronisierbar)
– haben hohen Wirkungsgrad
– bieten hohe Sicherheit
– vereinfachen die Handhabung
– haben einfache Energieübertragung
– haben leicht messbare Arbeitsparameter (Drehzahl, Drehmoment, Leistung)
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Stromversorgung bei Landmaschinen
• Stromversorgung bei 12 V (13,8V am Generator)
– Isobus
• 50 A für Leistungsversorgung
• 15 A für Elektronik
• Allerdings 65 A in Summe
– Jetzt schon an der Grenze
• Anforderung Einzelkornsämaschine von Horsch: 90 A
• Einzelkornsämaschine von Väderstad: eigener Generator auf Maschine
– Wo liegt die Grenze?
• Leitungsquerschnitte sind limitierend
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Einzelkornsägerät von Kleine

Einzelkornsägerät von Horsch
• Horsch Maestro
• 24 Motoren für
Dosierung
• Nenndaten je
Motor: 12V; 4,7A
Leistungsbedarf:
90A; 12V; 1080 W
Quelle: Horsch
Traktor
Einzelkornsämaschine
G ~ -
M M
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Generator Akku 24 E -Motoren
Gleichrichter Jobrechner

Berechnung des benötigten Leiterquerschnitts
Gegeben : Antriebsleistung P = 1080 W erlaubter Spannungsverlust U a = 2 V
Nennstrom I = 90 A Leitungslänge L = 2 ⋅ 23m
spez. Widerstand Kupfer ρ = 0,01678 [ Ω ⋅ mm²
m
Gesucht : benötigter Querschnitt A = ?
]
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Einzelkornsägerät von Väderstad
• Väderstad Tempo
• Eigenen
Generator
am Gebläse
Quelle: Väderstad
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Teilbreitenschaltung bei der Feldspritze

Dehnungsmessstreifen - DMS
Dehnungsmessstreifen (DMS) sind Messeinrichtungen zur Erfassung von dehnenden
Verformungen. Sie ändern schon bei geringen Verformungen ihren elektrischen Widerstand
und werden als Dehnungssensoren und Kraftsensoren eingesetzt. Man klebt sie mit
Spezialkleber auf Bauteile, die sich unter Belastung minimal verformen. Diese Verformung
(Dehnung) führt dann zur Veränderung des elektrischen Widerstandes.
Sie sind das Kernstück vieler Aufnehmertypen, Kraftaufnehmer, Waagen ( von
Haushaltwaagen bis hin zur Kranwaagen), Druckaufnehmern, oder auch
Drehmomentaufnehmern.
Bei Messungen mit DMS werden vor allem Brückenschaltungen eingesetzt.
Kraft
Kraft
Der Sensor nimmt die Dehnung in horizontaler Richtung auf
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Wheatstonesche Messbrücke
Die Wheatstone-Brücke beseht aus vier Widerständen R 1 bis Rx, die paarweise einen
Spannungsteiler bilden. Der eine Spannungsteiler (Brückenarm) wird aus den Widerständen
R 1 bis R 2 gebildet und der andere aus den Widerständen R 3 bis Rx.
Um die Messbrücke abzugleichen, legt man zunächst die Betriebsspannung an und
verändert anschließend am regelbaren Widerstand R 3 den Widerstandswert so lange bis
durch den Nullindikator keim Strom mehr fließt. Folglich gilt für die Brücke. Sie ist eine
Kombination von zwei Reihenschaltungen (R 1 in Reihe mit R 2 und R 3 in Reihe mit Rx), die
zueinander wiederum parallel geschaltet sind.
I Brücke = 0 A
U Brücke = 0 V
x
R 1
R 2
= R 3
Rx
U
Damit durch den Brückenzweig kein Strom fließt, müssen an R 1 und R 3 bzw. R 2 bis Rx die
gleichen Spannungen abfallen. Dies entspricht den Gesetzen der Parallelschaltung, da hier gilt
dass an allen Verbrauchern, in diesem Fall , in diesem Fall den Widerstände, die gleiche
Spannung auch als sog. Abgleichbindung bezeichnet wird.
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Wiegevorrichtung am Zentrifugalstreuer
Detailansicht
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Wiegevorrichtung am Zentrifugalstreuer -
Detailansicht
Hauptrahmen und Vorrahmen
bilden mit der Blattfeder und dem
Unterlenker ein Viergelenkgetriebe.
Der Momentanpol liegt im Unendlichen
Blattfeder
Einstellschraube
Wiegebolzen
Hauptrahmen
(Gestell)
Vorrahmen
(Koppel)
Unterlenker
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Messbolzen mit Dehnungsmessstreifen

John Deere Traktor mit 400 V Steckdose 2007
• 7530/7430 E-Premium
• 20 kW elektrischer Generator
• Elektrifizierung von Nebenaggregaten
• 5 kW im Stand an Steckdose
Quelle: John Deere
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Stromversorgung /Antriebe zukünftig in der LW
• In Diskussion „High Voltage“
– Max. 480 V Drehstrom, max. 750 V Gleichstrom, 250 A
• Achtung in der Fachsprache: Niederspannung
– Leistungen? Querschnitte?
Quelle: John Deere, AEF
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Elektromotorischer Antrieb für Streuscheiben
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Quelle: Rauch

Elektrisiertes Antriebsystem Düngerstreuer
Quelle: Rauch
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Amazone UX eSpray 2009
Quelle: Amazone
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ZF Terra + Getriebe in Traktor 2011
Quelle: ZF
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Belarus Traktor 3023 2009
• 220kW Motorleistung
• Dieselelektrischer Schlepper
Quelle: Belarus
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Historisch: Elektrische Antriebe in der
Landwirtschaft
• 1954: International Harvester
• 208V, 12.5 kVA
Quelle: Werbung International Harvester
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Historisch: Elektrische Antriebe in der
Landwirtschaft
• Ab1945: Bungartz U1E
Bildquelle: www.bungartz.nl
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Historisch: Elektrische Antriebe in der
Landwirtschaft
• 1912: Siemens 50 hp electric rotary cultivator
Bildquelle: www.bungartz.nl
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Historisch: Elektrische Antriebe in der
Landwirtschaft
• 1954: Innovative Ideen zur Elektrifizierung
Quelle: Ag and Food Newsletter, Vol. 2 No. 14, 7. Juli 1953, 711
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