230V LED „Busleitung“

[Gast1961]

Bitte um korrektur, wenn ich falsch liege.

Nö, alles richtig. Micha ist im falschen Film.

[vento66]

In der Praxis wirst Du aber keinen offenen Stromkreis antreffen. Da hängt meist eine Last dran.

[Gast1961]

In der Praxis wirst Du aber keinen offenen Stromkreis antreffen. Da hängt meist eine Last dran.

Wie gesagt, du bist im falschen Film. Es geht um die Ader, die einseitig durch Schaltaktor oder Dimmer spannungsfrei geschaltet ist, das ist der einseitig offene Stromkreis. Und die LED am anderen Ende (hier: Last 2) blitzt nicht wegen induktiver Kopplung, sondern wegen der Koppelkapazität zwischen den Adern. Der Laststrom i1 ist dabei egal, das macht keine Unterschied.

Ich hatte mal ein Bildchen dazu gemalt, gerade nochmal rausgesucht:
kapaz_kopplung.png

[Zeppelin]

Hatte meinen letzten Beitrag nochmal ergänzt:
Zumindest wäre es eindeutiger, wenn der Stromkreise geschlossen wäre und zwischen N und L eine Fläche wäre, durch die das Magnetfeld wirken kann.

Wenn der Schalter der Lampe AUS ist, dann ist der Stromkreis offen, auch wenn der N über die Lampe auf den nicht geschalteten L trift.
Andererseits, wenn der Schalter AN ist, dann wird sämtliche Induktiv eingestrahlte Energie niederohmig über des Erzeugerstromnetz abgeleitet, so dass der Verbraucher an der Ableitung nicht beteiligt wäre.

[Zeppelin]

Ich habe dir mal ne Graphik zum besseren Verständniss beigelegt. Das Opferpaar zeigt einen geschlossenen Stromkreis und die Fläche zwischen den Opferpaar ist der für Magnetfelder (H) anfällige Bereich. Als Resultat der Durchströmung würde es einen Strom in der Opferleitung geben. Aber es kann ja zu keinem Strom kommen, da der Stromkreis nicht geschlossen ist. Unten auch die Formel für die Umlaufspannung, die sich aus dem Magnetfeld B ergibt. In der Formel ist ebenfalls die Fläche A enthalten. Mit A=0 kommt keine Spannung raus.

Induktion.JPGInduktion 2.JPG

[BadSmiley]

Kriege ich die Zeichnung signiert? Dann druck ich sie mir aus und hänge sie mir in den Showroom.

[Zeppelin]

Einfache Sachen zu erklären ist manchmal schwerer als schwirige. Ich mußte auch erst einmal Überlegen, warum man beim Transformatoren eine Spannung messen kann, wenn noch keine Last angeschlossen ist (und somit der Stromkreis nicht geschlossen ist). Aber ich glaube, dass man spätestens beim Messen durch das Messgerät den Stromkreis schließt, so dass die Formel oben wieder stimmen würde.

[vento66]

Wie gesagt, du bist im falschen Film.

Na dann warte ich mal ganz gespannt auf Teil 2, wo die Last L1 dann auch ins Spiel kommt. Bis jetzt Ist im Trailer nichts davon zu sehen.....

[EIBaer]

Die Fläche ist nicht Null!
Die Induktionsspannung entsteht über dem offenen Schalter und überlagert sich dort mit den 230V. Das Leuchtmittel merkt davon nichts, da ja - wie schon erwähnt wurde - kein Strom fließen kann.
Sieht man recht schön an Deinem Ersatzschaltbild, wenn man die Kondensatoren weglässt, um nur die induktiven Effekte zu zeigen.
Die Größenordnung der induzierten Spannung sollte einfach zu berechnen sein, auch wenn das Ergebnis nur von akademischen Interesse ist.

[Gast1961]

Die Größenordnung der induzierten Spannung sollte einfach zu berechnen sein, auch wenn das Ergebnis nur von akademischen Interesse ist.

Um das mit Zahlen zu hinterlegen habe ich gerade einen kleinen Versuchsaufbau gemacht, um die Induktivität der Leiterschleife im NYM zu messen: 1µH für ein 1,7m langes Leitungsstück.

Für 50m NYM hätten wir also 30µH. Nehmen wir den ganz pessimistischen Fall, daß die Leiterschleifen N-L1 und N-L2 vollständig gekoppelt wären (k=1), dann hätten wir eine Koppelinduktivität von 30µH. Also Impedanz bei 50Hz wäre Z = 30µH * 2*pi*50Hz = 9.4 mOhm

Die im Kreis 2 induzierte Spannung bei 16A wäre dann 16A * 9.4mOhm = 0.15V

Fazit: Wegen des einseitig offenen LED-Kreises ist Induktion (Magnetfeldkopplung) hier für die LED nicht relevant, aber unabhängig davon wäre die induzierte Spannung auch bei geschlossenem Lastkreis mit 150mV vernachlässigbar klein.

~~

Induktion ist selbstverständlich ein Thema wenn man Leiterschleifen hat, wo die Leiter eine größere Fläche aufspannen, wie Zeppelin es oben dargestellt hat. Da Hin- und Rückleiter in unserem Fall aber sehr dicht beieinander liegen ist die Fläche minimal und damit die Induktivität sehr klein.

[EIBaer]

Ich versuch' mal, das theoretisch abzuschätzen:

- Annahme: Alle drei Leiter liegen in einer Ebene, so dass das Magnetfeld senkrecht auf die aufgespannte Fläche steht (worst case Abschätzung)
- Die Flussdichte, die außerhalb des stromdurchflossenen Leiters im Abstang x von der Leiterachse herrscht, ist:
F1.PNG
- Damit ist der Fluss durch einen Streifen der Länge L, der sich im Abstand x1 bis x2 parallel zum stromdurchflossenen Leiter erstreckt:
F2.PNG
- Die induzierte Spannung:
F3.PNG
- worst case: die aufgespannte Schleife befindet sich in einem Abstand von der Achse des stromdurchflossenen Leiters, der sich von x1 bis x2 erstreckt:
F4.PNG
dabei ist dd der Drahtdurchmesser und di die Dicke der Aderisolation.


- Damit:
F5.PNG
- Werte:
F6.PNG
- Schließlich:

F7.PNG

Eine ähnliche Abschätzung für den Rückweg des Stroms über den N ergibt 78mV (die aufgespannte worst-case-Fläche liegt hier anders: Oberfläche N-Leiter bis 2*Isolation+1*Drahtdurchmesser; die innere Induktivität des N-Leiters bleibt zunächst unberücksichtig.)

Innere Induktivität das N-Leiters mit 50nH/m berücksichtigen: 50nH/m*50m * 2*pi*50Hz * 16A = 13mV

Ergebnis: 57mV + 78mV + 13mV = 148 mV, also in der gleichen Größenordnung. Die recht gute Übereinstimmung dürfe Zufall sein, da in beiden Rechnungen die induzierte Spannung durch worst-case-Annahmen deutlich überschätzt wird.

[Zeppelin]

Schwierig, da mein bisheriger Aufbau dafür nicht geeignet ist.

Also, nach neuster Rechnung (Danke EIBaer dafür) müßte ich 4035 Waschmaschinen a 16A für den Versuchsaufbau anschließen, damit die LED mit 230V bestromt wird. Dafür würde mir zumindest ein ausreichend großer Wasseranschluß fehlen 😂😂😂.
Aber, da der Stromkreis immer noch offen ist, würde auch dies nichts helfen.

[ITler]

Wie gesagt, du bist im falschen Film. Es geht um die Ader, die einseitig durch Schaltaktor oder Dimmer spannungsfrei geschaltet ist, das ist der einseitig offene Stromkreis. Und die LED am anderen Ende (hier: Last 2) blitzt nicht wegen induktiver Kopplung, sondern wegen der Koppelkapazität zwischen den Adern. Der Laststrom i1 ist dabei egal, das macht keine Unterschied.

Da ich das Thema interessiert, mal eine Verständnisfrage von einem itler:

Die kapazitive Einkopplung hängt doch maßgeblich von der Frequenz ab !?!
Und je nach Last kann man aufgrund der entstehenden Oberwellen nach meinem Verständnis zumindest nicht grundsätzlich von einer Systemfrequenz von 50Hz ausgehen.

Somit würde ich als nicht E-Techniker hier schon einen Unterschied erwarten, je nachdem ob und wie der Leiter belastet ist.
Und hätte diese Annahme (sofern sie stimmt) somit nicht auch einen signifikanten EInfluss auf Deine Berechnung im Beitrag #55?

Oder bin ich hier auch im falschen Film?

[Gast1961]

Und je nach Last kann man aufgrund der entstehenden Oberwellen nach meinem Verständnis zumindest nicht grundsätzlich von einer Systemfrequenz von 50Hz ausgehen.

Der Strom ist sicherlich nicht sinusförmig, da stimme ich zu. Die für die Einkopplung relevante Spannung wird aber niederohmig vom Netz gespeist, da werden in Wohngebieten mMn keine Oberwellen in relevanter Höhe enthalten sein.

https://www.janitza.de/oberschwingungen.html

[vento66]

Die Oberwellen entstehen aber meist durch EVGs und Retrofitleuchtmittel.