Netzteil Input und Output Leistung

Hallo liebe Elektriker,

bei meinem Notebook Netzteil ist mir etwas aufgefallen das mich etwas zum nachdenkenn gebracht hat. In der Regel steht dort ein Wert zur Ausgangsleistung(Output), in diesem Fall 20 Volt DC zu 2,25A, damit der Nutzer im Zweifelsfall das richtige Netzteil bestellt falls mal das alte kaputt geht. Das ist in erster Linie eine Information die wichtig ist um das Gerät Ordnungsgemäß zu betreiben, aber nicht um den Stromverbrauch zu berechnen.

Wenn jedoch für den Stromverbrauch auf der Rechnung nur der Eingang interessant ist, in diesem Fall mit 230 Volt AC zu 1,3 A, wie kommt dann dieses extreme Leistungsgefälle aus physikalischer Sicht zustande wenn der Wirkungsgrad bei Schaltnetzteilen in der Regel bei 0,9 oder besser liegt?

Am Eingang wären es dann 1,3 A mal 230 V = 299W

Am Ausgang wären es dann 2,25 A mal 20 Volt = 45W

Wir haben hier also einen Leistungsverlust zwischen Eingang und Ausgang von ca. 250W. Das macht aber bei einem Wirkungsgrad von 0,9 keinen Sinn, von daher muss sich dieser Wert auf etwas anderes beziehen.

Mir geht es vor allem um den Strom am Eingang. Wäre dieser nicht vom Hersteller auf dem Netzteil angegeben, hätte ich ihn ganz einfach über die 45W und 230 Volt auf
195 mA umgerechnet. Die Angaben sind jedoch verwirrend. Auf was genau bezieht sich der Strom am Eingang von 1,3 A?

Noch eine andere Frage, wenn auch nicht ganz so wichtig; Wie kann es sein das am Eingang eines Netzteils weniger Strom fließt als am Ausgang? Als Beispiel, Wenn am Eingang 195mA reingehen, wie können dann
am Ausgang 2,25 rauskommen? Wo zieht das Netzteil die Differenz von knapp 2A her, wenn nicht aus der Steckdose?

Wenn ich wissen möchte wann mein 16 A Leistungsschalter auslöst, ist schließlich der Eingangsstrom entscheidend.

Die Rechnung ist falsch.
1,3* 230V ist VA und nicht W
Da fehlt der cosphi.
Dann gibt es sicher eine Angabe wie z.B. 100-240V
Der Angegebene Maximalstrom ergibt sich logischerweise bei der minimalen Spannung.
Das steht z.B. auf meinem Netzteil:
100-240V 1,2A
19V 4,22A

macht Eingangsseitig 122VA
und Ausgangsseitig 80,18W

Da der Cosphi nicht angegeben ist kann die Eingangswirkleistungleistung in Watt nicht errechnet werden und somit auch nicht der Wirkungsgrad.
Durchaus kann der cosphi für solche Netzteile bei 0,5 liegen muß aber nicht, ohne passende Angaben nicht zu berechnen.

Octavian1977 schrieb:

Die Rechnung ist falsch.
1,3* 230V ist VA und nicht W
Da fehlt der cosphi.
Dann gibt es sicher eine Angabe wie z.B. 100-240V
Der Angegebene Maximalstrom ergibt sich logischerweise bei der minimalen Spannung.
Das steht z.B. auf meinem Netzteil:
100-240V 1,2A
19V 4,22A

macht Eingangsseitig 122VA
und Ausgangsseitig 80,18W

Da der Cosphi nicht angegeben ist kann die Eingangswirkleistungleistung in Watt nicht errechnet werden und somit auch nicht der Wirkungsgrad.
Durchaus kann der cosphi für solche Netzteile bei 0,5 liegen muß aber nicht, ohne passende Angaben nicht zu berechnen.

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Danke für den Hinweis, bei der Angabe 100-240V macht es natürlich Sinn das sich die 1,3 A auf die 100 V beziehen. Wenn auch ein sehr theoretischer Wert der den Anwender sehr verwirren kann und wenig Aussagekräftig ist. Da würde ich mir auch lieber einen Wirkungsgrad auf dem Netzteil als Zusatzwert wünschen.

Bei den berechneten Werten von 120 W zu 80 W würde ja einen Verlust von ca. 33%. Ich wusste nicht das die Schaltnetzteilen heutzutage immer noch so schlecht sind. Das wir zwischen Schein- und Wirkleistung unterscheiden hab ich bewusst weg gelassen, da es nichts an den Zahlen ändert.

Eingangs und Ausgangsstrom sowie auch Spannung sind galvanisch getrennt.
Schau mal in Wikipedia nach zum Thema Trafo.
Durch das Übersetzungsverhältnis wird hier die Spannung herabgesetzt, da die Leistung (abzüglich der Verluste) gleich bleibt muß der Strom steigen, wenn die Spannung sinkt.
Der Strom fließt auch nicht am Input rein und am Output raus.
Sondern am Input L rein und am Input N wieder heraus.
Der Output verhält sich genauso.
Die Elektrische Leistung am Eingang wird in magnetische Energie umgewandelt und auf der Sekundärseite wieder in elektrische.
Das ist so als würde man mit einem Fluß ein Wasserrad bewegen welches an seiner Welle eine Pumpe antreibt die wieder einen Fluß bewegt.

Auch wenn Du es jetzt mit 100V multiplizierst erhältst Du immer noch Scheinleistung (VA), welche nicht mit der Wirkleistung (W) vergleichbar ist.
Mit den Angaben lässt sich der Wirkungsgrad NICHT berechnen, da Dir der cosphi FEHLT.
Bei Gleichstrom ist der cosphi 1 dadurch erhältst Du zufälligerweise das Richtige Ergebnis auf der Ausgangsseite.
P = U * I * cosphi
U * I = S

cosphi ist der die Angabe zur Verschiebung zwischen Strom und Spannung die bei Wechselstrom auftritt.

Octavian1977 schrieb:

Eingangs und Ausgangsstrom sowie auch Spannung sind galvanisch getrennt.
Schau mal in Wikipedia nach zum Thema Trafo.
Durch das Übersetzungsverhältnis wird hier die Spannung herabgesetzt, da die Leistung (abzüglich der Verluste) gleich bleibt muß der Strom steigen, wenn die Spannung sinkt.
Der Strom fließt auch nicht am Input rein und am Output raus.
Sondern am Input L rein und am Input N wieder heraus.
Der Output verhält sich genauso.
Die Elektrische Leistung am Eingang wird in magnetische Energie umgewandelt und auf der Sekundärseite wieder in elektrische.
Das ist so als würde man mit einem Fluß ein Wasserrad bewegen welches an seiner Welle eine Pumpe antreibt die wieder einen Fluß bewegt.

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Vielen Dank für die Hilfe. Wirklich weiterhelfen tut der Wikipedia Eintrag jedoch nicht. Natürlich habe ich das sehr vereinfacht ausgedrückt, aber Elektriker sind halt sehr genau
Mir ist schon klar das Der Strom über die Wicklung zurpckfließt, aber woher nimmt die Sekundärwiklung eigentlich den zusätzlichen Strom? Wird dieser magnetisch aus der umliegenden Energie induziert? Also Quasi aus allem was die Wicklung umgibt?

Octavian1977 schrieb:

Auch wenn Du es jetzt mit 100V multiplizierst erhältst Du immer noch Scheinleistung (VA), welche nicht mit der Wirkleistung (W) vergleichbar ist.
Mit den Angaben lässt sich der Wirkungsgrad NICHT berechnen, da Dir der cosphi FEHLT.
Bei Gleichstrom ist der cosphi 1 dadurch erhältst Du zufälligerweise das Richtige Ergebnis auf der Ausgangsseite.
P = U * I * cosphi
U * I = S

cosphi ist der die Angabe zur Verschiebung zwischen Strom und Spannung die bei Wechselstrom auftritt.

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Ab jetzt kann ich dir leider nicht mehr folgen. Wenn sich die Blindleistung und somit auch der Wirkungsgrad nicht über Schein- und Wirkleistung berechnen lässt, bin ich raus. Deine Formel belegen meine Aussage schließlich? Umgestellt ergibt sich der Cosphi = Wirkleistung/Scheinleistung

Und nochmal, ich habe die Begriffe bewusst weg gelassenen um es zu vereinfachen. Immernoch.

Die Eingangsspannung am Trafo erzeugt einen magnetischen Fluss im Eisenkern.
Dieser magnetische Fluß erzeugt eine Spannung an den Enden der zweiten Spule.
Schaltet man dort einen Widerstand dran, fließt dadurch ein Strom.
Dieser Sekundärseitige Strom schwächt das magnetische Feld und verringert die Gegeninduktion der Primärspule.
Geringere Gegeninduktion -> höherer Stromfluss auf der Primärseite.

Der Strom ist immer nur die Reaktion auf eine Spannung an einem Widerstand.

Ja aber Du kannst nicht EINGANGS-Scheinleistung mit der AUSGANGS-Wirkleistung vergleichen!
Wenn Du EINGANGS-Scheinleistung und EINGANGS-Wirkleistung hast, kannst Du auch den Cosphi bestimmen
Wenn du nun die beiden von Dir berechneten Leistungen verrechnest erhältst Du das Produkt aus CosPhi und dem Wirkungsgrad (eta).
Ohne einen von beiden zu wissen kannst Du den anderen nicht errechnen.
Pab / Szu = cosphi * eta

Octavian1977 schrieb:

Die Eingangsspannung am Trafo erzeugt einen magnetischen Fluss im Eisenkern.
Dieser magnetische Fluß erzeugt eine Spannung an den Enden der zweiten Spule.
Schaltet man dort einen Widerstand dran, fließt dadurch ein Strom.
Dieser Sekundärseitige Strom schwächt das magnetische Feld und verringert die Gegeninduktion der Primärspule.
Geringere Gegeninduktion -> höherer Stromfluss auf der Primärseite.

Der Strom ist immer nur die Reaktion auf eine Spannung an einem Widerstand.

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Dann wäre am Eingang auch mehr Strom wenn am Eisenkern nicht ein entgegengesetztes magnetisches Feld vorhanden wäre? Das schwächere entgegengesetzte Magnetfeld lässt sekundär dann mehr Strom zu, welcher am Eingang abgeschwächt wird?

Das ist ein bisschen wie die Urknall Frage. Wie kann etwas entstehen wenn vorher nichts da war, hehe. Ich glaube du hast mich auf den richtigen Weg geführt, auch wenn ich das noch nicht ganz verstehe. Aber ich glaube da fehlt nicht mehr viel.

Octavian1977 schrieb:

Ja aber Du kannst nicht EINGANGS-Scheinleistung mit der AUSGANGS-Wirkleistung vergleichen!
Wenn Du EINGANGS-Scheinleistung und EINGANGS-Wirkleistung hast, kannst Du auch den Cosphi bestimmen
Wenn du nun die beiden von Dir berechneten Leistungen verrechnest erhältst Du das Produkt aus CosPhi und dem Wirkungsgrad (eta).
Ohne einen von beiden zu wissen kannst Du den anderen nicht errechnen.
Pab / Szu = cosphi * eta

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Ich muss gestehen das ich noch wie etwas davon gehört habe das man am Eingang eines Transformators und auch am Ausgang jeweils einen Wirkungsgrad betrachtet. Mir war zwar klar das man auf jedem Leiter einen Verlust hat, egal wie winzig er auch ist, aber ich dachte das wäre zu vernachlässigen. Da muss ich mich definitiv noch einmal reinlesen.

Das hab ich so weder geschrieben noch gemeint.
Für einen Trafo gibt es nur einen Wirkungsgrad, Verluste treten innerhalb des Trafos natürlich an beiden Spulen auf sowie auch im Eisenkern auf. Das alles zusammen genommen ergibt eine Verlustleistung die dann im Wirkungsgrad eta berücksichtigt wird.
Das ist vom Phasenverschiebungswinkel Phi völlig unabhängig und hat nichts damit zu tun.
Bei deinem Netzteil handelt es sich ja nicht nur um einen Trafo sondern auch um einen Gleichrichter und Spannungsstabilisierung. Das Ding macht aus 100-240V Wechselspannung schließlich eine Konstante Gleichspannung von 20V
Bei Wechselspannung ergibt sich bei kapazitiven Lasten wie diesem Netzteil eine Phasenverschiebung zwischen Spannung und Strom, bei Gleichspannung eben nicht. Diese Verschiebung drückt sich durch den Cosphi aus der bei Wechselspannung irgendwas zwischen 0 (nur theoretisch möglich) und 1 und bei Gleichstrom 1 ist.

Die Spule ist ja nur ein Draht der hat natürlich einen Widerstand.
Würde der nicht aufgewickelt sein ergäbe sich keine Gegeninduktion und keine Bremsung des Stromes.
Der Strom wäre dann nur durch den Ohmschen Widerstand des Drahtes beschränkt und es gäbe dann auch einen cosphi von 1.
Erst durch das Aufwickeln des Drahtes beeinflussen die Felder der benachbarten Windung den Stromfluss durch gegeninduktion, der Eisenkern verstärkt den Effekt noch durch Bündelung der magnetischen Felder.
Schaue mal nach Spule oder Kondensator beim Ein und ausschalten.
Legt man an eine Spule eine Gleichspannung an ergibt sich erst eine Gegeninduktion die den Strom bremst, diese lässt dann nach und der Strom steigt langsam. Beim Abschalten genau das Gegenteil, Es ergibt sich eine Induktion und der Strom sinkt langsam ab.
legt man nun Wechselspannung an ist das ja wie ständiges Ab und Anschalten der Spannung und diese Verzögerung des Stromes ergibt sich ständig.
Im Endeffekt ergibt sich durch dieses ständige an und Abschalten ein zusätzlicher Strom der nur zwischen Quelle und Spule hin und her geschoben wird.
Dieser zusätzliche Strom ist es der welcher nun Dein Ergebnis verfälscht.

Den Trafo brauchst du ihm nicht zu erklären, ist ein Schaltnetzteil. Da ist wegen der galvanischen Trennung zwar auch eine kleiner Trafo drin, der hat aber weder direkte Auswirkungen auf den Eingang noch auf den Ausgang. Wenn ein Schaltnetzteil eine Phasenverschiebung erzeugt, dann Kapazitiv.

Und was am Wichtigsten ist, den Blindstrom zählt dein Zähler nicht. Wenn du also 50W Gleichstrom entnimmst, dann kannst du durchaus mit 85% Wirkungsgrad rechnen. Das Netzteil wird dann etwa 59W Leistung aufnehmen, die dein Zähler auch zählt.
Um das aber mal klar zu stellen. Dein Rechner braucht nicht ständig so viel Leistung. 1. ist das Nutzungsabhängig und 2. muss das Netzteil im Ernstfall den Rechner versorgen und gleichzeitig den Akku laden können. Auch der Wirkungsgrad eines Netzteils ist Leistungsabhängig, also nicht konstant.

Ich glaub es bringt nichts gleich mit Netzteil und Kapazitiv an zu fangen um erst mal Grundlegende Dinge zum Thema Wechselstrom und Cosphi zu erklären.
Das heutige Schaltnetzteile kapazitiv wirken weiß ich auch, ist hier aber nicht von Bedeutung.

Octavian1977 schrieb:

Ich glaub es bringt nichts gleich mit Netzteil und Kapazitiv an zu fangen um erst mal Grundlegende Dinge zum Thema Wechselstrom und Cosphi zu erklären.
Das heutige Schaltnetzteile kapazitiv wirken weiß ich auch, ist hier aber nicht von Bedeutung.

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Achso der induktive Blindstrom lässt sich einfacher erklären, wie der Kapazitive?

bigdie schrieb:

Achso der induktive Blindstrom lässt sich einfacher erklären, wie der Kapazitive?

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Vermutlich für Octavian ja.
Aber, glaubt ihr, einem Laien hier innerhalb eines Threads die Wechselstromtechnik erklären zu können?

ne aber das Konzept einer Stromversorgung und die Abhängigkeiten von Spannungen und Strömen.
Wenn Du dann noch erklären willst warum ein Schaltnetzteil trotz des integrierten Spulentrafos kapazitive Auswirkungen hat wird es für den der das verstehen soll etwas arg kompliziert.

Warum, der Trafo im Schaltnetzteil ist uninteressant, das würde genauso ohne funktionieren, hätte dann nur keine galv. Trennung.
Wichtig ist einzig, das Blindstrom entsteht, man diesen aber nicht bezahlen muss.

Nachdem hier nun verschiedene Leute ihre Meinung geäußert haben,
will ich dir "Funken" folgenden Tipp geben.

Messe Eingangsstrom und Eingangsspannung bei verschiedenen Belastungen.
Erfasse die Daten in einer Tabelle.

Daraus kannst du den Wirkungsgrad des Gerätes bei unterschiedlichen Belastungen ermitteln.

Die Betrachtung, bzw. Beurteilung des Gerätes anhand der aufgedruckten Daten ist irreführend.

Wie irreführend diese Betrachtung ist, zeigen die "Abhandlungen", die dir in diesem Thread zugemutet wurden.

Ein ICON sagt mehr als viele Worte ...
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