BeneluxSpoor.net forum
Vraag en antwoord => Elektronica en analoog => Topic gestart door: GW op 31 December 2008, 11:04:49
-
Ik heb me zitten afvragen wat voor draaddiktes ik voor mijn uiteindelijke digitale H0 baan zal gaan gebruiken. Mijn elektro(nica) opleiding is al heel lang geleden, maar wat ik in sommige stukken over draaddiktes lees, daar springen zelfs mij de tenen krom van in de schoenen.
Ik bedoel: opmerkingen als "ik gebruik 2,52 en daar mag 16 Ampère doorheen", please...
Ik weet dat je wisselstroom (220V) niet (in elk geval niet direct) met gelijkstroom mag vergelijken, maar volgens mij moeten we naar vermogens kijken, toch? (Watt? ja inderdaad).
Uit de losse pols
Dus, 220V x 16 A ~ 3520 Watt vermogen. Laten we hier, omdat we naar gelijkstroom toe willen, nu eens de helft van nemen (arbitrair, omdat het werkelijke getal geloof ik wat hoger was, in de buurt van 0,7 als ik me goed herinner) dan komen we in elk geval op zo'n slordige 1700 Watt (nog steeds aan 220V~).
Als we dit nu weer even terug rekenen naar 16V=, komen we dan niet op ruim meer dan 100A?
Dit is extreem, ik weet het, dus maar weer even de helft (50A), dan moeten we met een 2,52 ringleiding toch zeker 100 locs à 0,5A kunnen laten rijden?
Just my $0,02...
Suggesties?
Nou, misschien heb ik nu zelf wel voor een paar kromme tenen gezorgd... :D
Willen jullie in dat geval s.v.p. mijn losse pols berekeningen overdoen met meer nauwkeurigheid?
Gerard Wassink
-
Nee.
Het gaat om de stroom die er loopt. Door de weerstand van de draad (die minder wordt als de draad dikker wordt) wordt er warmte gegenereerd, wat op den duur gevaarlijk wordt, vandaar de grens.
-
Het gaat om de stroom die er loopt. Door de weerstand van de draad (die minder wordt als de draad dikker wordt) wordt er warmte gegenereerd, wat op den duur gevaarlijk wordt, vandaar de grens.
Euhmmm, gegenereerde warmte IS vermogen, toch?
Even de fomules, P = UxI = I2R ...
Dus de stroomsterkte heeft een kwadratische invloed, akkoord, maar de spanning minstens een recht-evenredige. Dus mijns inziens is de stelling "het gaat om de stroom die er loopt" op zijn best een deelwaarheid. Aan de andere kant herinner ik me inderdaad nog dat juist om redenen van vermogensverlies het transport van elektriciteit gebeurt via HOOGspanningsleidingen, juist om de stroomsterkte te verminderen.
Even: begrijp me goed, ik zoek niet bewust spijkers op laag water, ik wil het (weer opnieuw) snappen.
Gerard
-
Als we dit nu weer even terug rekenen naar 16V=, komen we dan niet op ruim meer dan 100A?
Dit is extreem, ik weet het, dus maar weer even de helft (50A), dan moeten we met een 2,52 ringleiding toch zeker 100 locs à 0,5A kunnen laten rijden?
Suggesties?
Nou, misschien heb ik nu zelf wel voor een paar kromme tenen gezorgd... :D
Dat bezorgt mij ieder geval kromme tenen. :-|
We hebben het over modelspoor waarbij een booster of centrale doorgaans max. 3A kan leveren.
Kijk eens hier voor meer info over draaddiktes, voedingen, stromen enz.:
http://www.nproject.nl/modelspoor/draaddikte-en-kabeldikte-voor-de-modelbaan.html
Gr, Ben.
-
Hier een helder plaatje
http://members.chello.nl/a.galen4/index_bestanden/Page6612.htm
Mvg
Henk
-
@Ben: Dat is één van de artikelen die ik bedoelde...
Citaat: "Op deze pagina zal ik het stukje theorie niet beschrijven. M.i. is dat niet iets waar de meeste lezers (en ik zelf ook) niet op zitten te wachten, en heb ik zelf voldoende aan een simpele tabel met de mogelijkheden. Grofweg moet je twee zaken onthouden: (de puristen lezers wordt aangeraden deze twee regels maar niet te lezen )"
Er staat nou precies net NIEt wat ik wil. Er staat in feite: doe nou maar gewoon wat ik zeg, dan komt het allemaal wel goed.
Draaddiktes slaafs uit een tabelletje kopiëren kan, maar ik wil nu juist WEL die achtergrond weer even ophalen voor mezelf.
Wie helpt?
Gerard
-
Dan nog even iets anders installatie draad is bestemd voor 230V en 16A.
Zet jij 230V op je sporen? Denk het niet, dus wat je nu aan het doen bent is appels met peren vergelijken.
De zwaarste booster welke je kun kopen is 10A en heeft een uitgangsspanning van ongeveer 20V. Staat dat met elkaar in verhouding?
Voor een gemeenschappelijke aanvoer leiding is het gebruik van 2,5 mm2 alleen maar gekozen omdat het handig is en gemakkelijk verkrijgbaar is.
Verder sluit je de sporen aan met 0,14 mm2 of 0,25 mm2
Verder moet je daar helemaal niet over nadenken en al helemaal geen theorie op los laten. Want anders wordt het een hele diepe zucht.
Mvg
Wim.
-
Het mechanisme is simpel: een stroom door een weerstand ontwikkelt warmte. Om die reden zijn draaddiktes/diameters van belang. Je tovert zelf al de formule tevoorschijn en je begrijpt het dus wat wil je nog meer?
De spanning is bepaald bij modelspoor, variabelen zijn dus de stroomsterkte en de ondervonden weerstand. De laatste wil je zo klein mogelijk hoduen, de eerste is afhankelijk van "wat je eraan hangt".
Gr, Ben.
-
Gerard, het gaat inderdaad om het vermogen, maar dan alleen om het vermogen wat in de draad zelf wordt gegenereerd in de vorm van warmte. En dat vermogen is de stroom maal het spanningsverlies over de draad. Aangezien we het bijna altijd over koperdraad hebben kun je dat direct relateren aan de stroom, aangezien deze ook voor het spanningsverlies zorgt.
Maar dan kom ik direct met de volgende stelling: vergeet dat hele verhaal van de stroombelastbaarheid. In de modelspoortoepassing zul je draden zelden tot de maximale waarde belasten. Voor koperdraad tot een doorsnede van zo'n 4mm2 geldt dat je het mag belasten tot 10A per mm2. Dus draad van 2,5mm2, daar mag je 25A door sturen. Maar je voelt op je klompen aan dat je dat op een modelspoorbaan nooit zult halen.
De enige reden waarom voor stam- en ringleidingen zulk dik draad wordt gebruikt is het beperken van het spanningsverlies. Niet meer en niet minder.
En of het nodig is, dat kun je per geval berekenen. Daarvoor moet je weten hoe lang de draden zijn, en hoeveel stroom er doorheen loopt. Je ziet dat ik het op dit punt niet helemaal met Wim eens ben. Je kunt er wel degelijk wat theorie op los laten om vast te stellen of het allemaal wel nodig is.
-
Hier een helder plaatje
http://members.chello.nl/a.galen4/index_bestanden/Page6612.htm
Mvg
Henk
Dag Henk,
Boven het plaatje staat "12V berekeningen". Hoe kan ik dan bij elkaar brengen dat er bij 10 Amp. rechts 240 Watt staat? dat lijkt toch 24V te moeten zijn...
Voor het overige blijkt uit deze plaat wel dat hoe meer stroom bij een bepaalde lengte, hoe dikker de kabel moet zijn, en andersom: hoe langer de kabel, hoe minder stroom er doorheen kan... Dit is in principe echter niet veel anders dan het andere, eerder genoemde tabelletje.
Gerard
-
Gerard, het gaat inderdaad om het vermogen, maar dan alleen om het vermogen wat in de draad zelf wordt gegenereerd in de vorm van warmte. En dat vermogen is de stroom maal het spanningsverlies over de draad. Aangezien we het bijna altijd over koperdraad hebben kun je dat direct relateren aan de stroom, aangezien deze ook voor het spanningsverlies zorgt.
Maar dan kom ik direct met de volgende stelling: vergeet dat hele verhaal van de stroombelastbaarheid. In de modelspoortoepassing zul je draden zelden tot de maximale waarde belasten. Voor koperdraad tot een doorsnede van zo'n 4mm2 geldt dat je het mag belasten tot 10A per mm2. Dus draad van 2,5mm2, daar mag je 25A door sturen. Maar je voelt op je klompen aan dat je dat op een modelspoorbaan nooit zult halen.
De enige reden waarom voor stam- en ringleidingen zulk dik draad wordt gebruikt is het beperken van het spanningsverlies. Niet meer en niet minder.
En of het nodig is, dat kun je per geval berekenen. Daarvoor moet je weten hoe lang de draden zijn, en hoeveel stroom er doorheen loopt. Je ziet dat ik het op dit punt niet helemaal met Wim eens ben. Je kunt er wel degelijk wat theorie op los laten om vast te stellen of het allemaal wel nodig is.
Dag Klaas,
Zeer bedankt voor je heldere uitleg.
Ik heb tot nu toe voorondersteld dat er één, en niet meer dan één, aaneengesloten ringleiding zou zijn.
Uit de reacties proef ik (met name door het noemen van het feit dat er per booster max 5 - 10A wordt geleverd), dat "de" ringleiding ook zou kunnen bestaan uit segmenten, op zo'n manier dat één segement van de ring wordt gevoed door één enkele booster?
Als dat namelijk zo is, dan begrijp ik sommige reactie wat beter...
Gerard
-
dat tabelletje van henk is wel leuk klopt wel aardig.
Alleen wat de hij vergeet is dat als je kortsluiting heb je veel hogere stroom dan in normaal gebruik dus kijk daar wel mee uit.
heb even in mijn formule boeken gekijken van mijn opleiding en alleen wisselstroom formules.
M.v.g erik
-
En of het nodig is, dat kun je per geval berekenen. Daarvoor moet je weten hoe lang de draden zijn, en hoeveel stroom er doorheen loopt. Je ziet dat ik het op dit punt niet helemaal met Wim eens ben. Je kunt er wel degelijk wat theorie op los laten om vast te stellen of het allemaal wel nodig is.
Maar of het echt nodig is voor een baan op een zolderkamer of in een garage is maar net de vraag, ik denk dat het verspilde energie is om je daar druk om en over te maken.
Gerard gaat binnenkort digitaal rijden via de computer en sluit de baan aan via bezet/terugmelders welke hij van energie gaat voorzien met een Roco booster van 3A. Dus waar praten we dan over?! De zucht wordt al iets dieper!
Mvg
Wim.
-
Dan nog even iets anders installatie draad is bestemd voor 230V en 16A.
Zet jij 230V op je sporen? Denk het niet, dus wat je nu aan het doen bent is appels met peren vergelijken.
Dag Wim,
Je hebt mijn vraag goed samengevat, dat was precies de reden voor mijn verzuchting...
Gerard
-
dat tabelletje van henk is wel leuk klopt wel aardig.
Alleen wat de hij vergeet is dat als je kortsluiting heb je veel hogere stroom dan in normaal gebruik dus kijk daar wel mee uit.
heb even in mijn formule boeken gekijken van mijn opleiding en alleen wisselstroom formules.
M.v.g erik
Kortsluiting wordt binnen enkele millisecondes opgelost door de beveiliging. Is dit een voortzetting van een ander lang verhaal wat we recent ook al gevoerd hebben alhier?
een willekeurige selectie over het zelfde
https://forum.beneluxspoor.net/index.php?topic=15042.0
https://forum.beneluxspoor.net/index.php?topic=462.0
-
Hey Wim, bedankt,
In het hieronder geciteerde artikel vond ik wat ik zocht. (blijkbaar in mijn eerste forum-search niet helemaal de juiste sleutelwoorden gebruikt)
Hier ga ik eens even rustig op broeden.
Gerard
De warmteontwikkeling is afhankelijk van de stroom, tijdsduur en de lengte van de kabel. De lengte (in combinatie met de dwarsdoorsnede en de stroom) is dan een maat voor de spanningsval over dat stuk draad.
Bij een bepaalde kabeldikte, lengte en stroom onstaat dus een bepaalde spanningval. De spanning is dus een resultaat van andere factoren, het is niet iets dat je "in kan stellen".
Vkabel = I x lkabel * Rhokoper / Akabel)
lkabel = lengte vd kabel
Rhokoper = soortelijke weerstand van koper
Akabel = Dwarsdoorsnede van de kabel (in m2)
Het vermogen = I2 x R ( = I2 x l x Rho / A )
Mvg, Tjeerd
-
@ wim nee geen voortzetting hoor.
ik heb zelf wel is wat laten liggen op mijn digitale baan en die was toch echt al in het plastic van mijn profirail gesmolten voor dat de beveiliging het door had.
En voor de rest met kortsluiting voor dat je het door heb is het al uit.
-
Met kortsluitingen hoef je inderdaad geen rekening te houden. Die worden niet alleen zeer snel afgeschakeld, maar de uitgang van digitale boosters is ook nog eens stroomgbegrensd. Dus als een booster van 3A er mee kapt omdat de stroom te hoog is, dan zal die stroom nauwelijks hoger zijn dan die 3A.
-
Even een samenvatting van modelbaan:
rijlengte ong 70 meter
11 treinen aanwezig, max 6 die tegelijk rijden (allen zonder binnenverlichting)
besturing: 1x intellibox max 3 Ampère
de Bedrading
Van terugmelders naar rail 0.14mm^2
Intellibox naar terugmelders 1 tot 1,5mm^2
intellibox naar rail 1 tot 1,5mm ^2
Nooit last van smeulende draden gehad :)
Succes
-
Meer gedetailleerde onderbouwing is voor belangstellenden hier beschikbaar (http://modelspoor.wassinkulrum.nl/doc/Vermogensverlies_in_stroomvoerende_koperen_geleiders.pdf), maar met de formules van Tjeerd kom in bij 3 Ampère en een draaddikte van 0,14mm2 op een vermogensverlies van 11 Watt per 10 meter draad, da's dus 1,25 Watt per meter.
Okay, je gaat je rails niet voeden met 0,14mm2...
Met draad van 1mm2 kom je bij 3 Ampère op een vermogensverlies van 1,5 wat per 10 meter (aanzienlijk beter!). En in de aanvoer van rijstroom leg je er dunkt met geen 100 van naast elkaar... Maar dan nog heb je een vermogen van 150 Watt, verspreid over 10 meter. Niet echt om "warm van te worden".
Ik ben tevreden.
Voor mijn gesegmenteerde ringleiding ga ik werken met installatiedraad van 2,5mm2. Dat lijkt me mooi genoeg. Dat geeft me zo'n 0,6 Watt per 10 meter bij 3 Ampère.
Gerard
PS: interessante lectuur (http://osbexact.nl/pages/586/BKGT_Soortelijke_weerstand.html)
-
Gerard, nou focus je toch weer teveel op het vermogensverlies.
Er zijn twee dingen die je in de gaten moet houden:
- is de draad dik genoeg voor de te verwachten stroom? Zolas gezegd, je mag 10A per mm2 hebben. Dus voor de totale stroom van 3A die uit de gemiddelde booster komt zou 0,3mm2 genoeg zijn.
- hoe groot is het spanningsverlies? Bij digitaal heb je zo'n 20V uit de booster beschikbaar. Hoeveel wil je daarvan overhouden bij de loc? Daar kunnen de meningen over verdeeld zijn, maar laten we het even houden op een maximaal verlies van 0,5 volt over de hele draadlengte. Dan ga je daar met de beschikbare formules naar toe rekenen.
In de praktijk blijkt dat de bepaling van het spanningsverlies maatgevend is voor de berekening. Anders gezegd: de uitkomst van die berekening geeft vrijwel altijd een draaddoorsnede die ruim voldoende is voor de maximale stroom.
-
Hallo,
In het gunstigste geval mag je van de elektro bijbel een 2,5 mm draad met meer als 40A belasten.
Maar voor een modelbaan is een 1mm draad al meer als voldoende.
De bekabeling ligt doorgaans niet met bundels belaste bedrading aan elkaar gebonden dus evt warmte kan goed weg.
Ikzelf heb bijvoorbeeld een hoofdlijn massief 2,5 mm draad liggen(gewoon makkelijk, en omdat ik daar veel heb liggen)
En de aftakkingen naar rails is draad uit een UTP kabel(data)(0,14mm of zo iets).
De verbinding tussen de hoofdlijn en de booster is een 1mm.
Echter rijden op dit moment 2 loks tegelijk, en een aantal andere staan op wacht(verl. aan).
Mvg, Marcel
-
De bekabeling ligt doorgaans niet met bundels belaste bedrading aan elkaar gebonden dus evt warmte kan goed weg.
Marcel, het kan zijn dat je me niet gelooft, maar ik heb al meerdere malen gezegd dat de warmteontwikkeling niet bepalend is in de modelspoorsituatie. Het spanningsverlies is bepalend voor de keuze van de draaddikter, de rest is bijzaak.
-
Gerard, nou focus je toch weer teveel op het vermogensverlies.
Hoi Klaas,
Ik heb de grafieken aangepast en er een spanningsval grafiek aan toegevoegd. Nu kunnen we inderdaad zien dat de spanningsval over 10 meter bij 3 Ampère en 2,5 mm2 verwaarloosbaar is, namelijk 0,2 Volt.
Beide grootheden, vermogensverlies - en dus warmteproductie, zowel als spanningsval zijn in het document (http://modelspoor.wassinkulrum.nl/doc/Verliezen_in_koperen_geleiders.pdf) nu te vinden.
Bedankt voor het meedenken allen!
Ik hoop dat de grafieken bijdragen aan duidelijkheid.
Gerard
-
Meer gedetailleerde onderbouwing is voor belangstellenden Okay, je gaat je rails niet voeden met 0,14mm2...
Ik wel :)
Per sectie rijd toch echt maar 1 lok, en die verbruikt echt geen 3A. En afstand van terugmelder tot rail is toch meestel niet meer dan 5 meter.
Ik ben blij dat ik geen verstand heb van electriciteit :). Scheelt me een hoop zorgen.
Groeten Jeroen
-
Nu kunnen we inderdaad zien dat de spanningsval over 10 meter bij 3 Ampère en 2,5 mm2 verwaarloosbaar is, namelijk 0,2 Volt.
Hou er dan wel rekening mee dat je ook nog een retourdraad hebt, waar ook spanningsverlies in optreedt.
Ik ben blij dat ik geen verstand heb van electriciteit :). Scheelt me een hoop zorgen.
Maar je mist ook een hoop plezier, nl. het plezier van begrijpen waar je mee bezig bent. ;)
-
Maar je mist ook een hoop plezier, nl. het plezier van begrijpen waar je mee bezig bent. ;)
Het werkt bij mij en dat vind ik al erg leuk, en dat zonder nachtmerrie's of draaddiktes :)
-
Hou er dan wel rekening mee dat je ook nog een retourdraad hebt, waar ook spanningsverlies in optreedt.
Goed dat je't zegt Klaas, daar zou ik inderdaad zomaar overheen kijken... :-|
Maar je mist ook een hoop plezier, nl. het plezier van begrijpen waar je mee bezig bent. ;)
Precies!
Gerard