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Der elektrische Teil


#1

Nach einiger Recherche im Internet bin ich zu dem vorläufigen Ergebnis gekommen, das ein Heizdraht ca. 250 W elektrische Leistung pro Meter Draht in Wärme umwandeln sollte.
Für erste Versuche habe ich dann folgende Drähte verwendet:
A: NiCr 0,4 mm 8,7 Ohm/m
B: NiCr 0,7 mm 2,8 Ohm/m
C: Niro 0,7 mm 2,475 Ohm/m (U und I gemessen mit glühendem Draht)

Draht A und C habe ich zur Verfügung. C (Schweißdraht) ist einfach im Baumarkt zu besorgen.
Für weitere Versuche beschränke ich mich hier auf den Schweißdraht, da er bei einer Dicke von 0,7 mm genügend mechanische Festigkeit aufweist. Ausserdem benötige ich für den dünnen NiCr-Draht sehr hohe Spannungen, die ich nicht zur Verfügung habe. (>48 V)
Theorie:
mit: P=UI und I=U/R ergibt sich P=U²R und umgestellt: U=Wurzel(PR)
gesetzt: P=250 W ; R= 2,475 Ohm
benötigte Spannung U=Wurzel(P
R)=Wurzel(250 W*2,475 Ohm)=24,9 V
Nach I=U/R=24,9 V/2,475 Ohm=10,1 A
Praxis (Proof of Concept):
Da ich gerade kein Netzteil mit > 24 V 10 A auftreiben kann habe ich einen ersten Prototypen mit folgenden Daten aufgebaut:
PC Netzteil: U=12 V 300 W (reicht dicke)
Heizdraht: Niro 0,7 mm dick; 46 cm lang
Theoretische Werte: U=12 V; I=10,5 A; P=126 W (entspricht 274 W/m)

Mit diesem Versuchsaufbau habe ich den Draht schön zum glühen gebracht (ca: 800 °C - Hellkirschrot) [siehe Glühfarben]

Nun habe ich nachgemessen und musste leider feststellen, das bei meinem provisorischen Aufbau schon ein Spannungsabfall an den (zu dünnen) Zuleitungen von 1,8 V entsteht. ergo ergibt sich:
Praktische Werte (gemessen): U=10,2 V; I=8,4 A; P=86 W (entspricht 186 W/m)

Erste Biegeversuche bestätigen: es geht, der Draht sollte aber heißer sein. Es dauert sehr lange, ein 3 mm dicke Platte zu erwärmen. Man benötigt dann auch noch relativ viel Kraft für das Biegen.

PMMA: 3 mm dick, Biegelänge 20 cm