12V-Glühbirne bei 600V

[ruka]

Hallo,

letztens habe ich mir eine uralte Oldtimerbahn angeschaut. Die läuft mit 600V. Da es damals wohl keine kleinen Umformer gab, läuft auch die Beleuchtung mit 600V. Es sind immer drei Glühbirnen, die für 220V ausgelegt sind, in Reihe geschaltet. Somit verträgt die Beleuchtung auch Spannungsschwankungen.

Doch dann bin ich auf etwas gestoßen, das mich zum Rätseln gebracht hat. Der Scheinwerfer und die beiden Rückleuchten sind in Reihe geschaltet mit den 220V-Glühbirnen. Alles gut und verständlich. Allerdings gibt es beim Fahrer noch eine Kontrollleuchte, die bei eingeschalteter Außenbeleuchtung leuchtet. So weiß er, dass das Außenlicht an ist.
Auf der Fassung der winzigen Glühbirne steht 12V 5W. Diese Glühbirne haben wir mal herausgenommen und dann hat das Außenlicht auch nicht mehr funktioniert.

Das heißt, dass diese 12V-Glühbirne in Reihe mit den drei 220V-Glühbirnen geschaltet ist. Aber wie kann das sein, dass die nicht durchbrennt? Jede dieser drei Glühbirnen müsste doch 150V abbekommen. Der Fahrer hat mir versichert, dass dieser Oldtimer keinen Umformer hat und wirklich alles mit 600V versorgt wird.


Ich dachte, dass sich in Reihe geschaltete Verbraucher die Spannung teilen.


Gruß

 

[goon]

So zB:


https://s13.postimg.org/b9ww7cw5v/Beispiel.png

 

[Strippe-HH]

Gucke dir doch mal zu Weihnachten deine Tannenbaumbeleuchtung an, die läuft auch auf 230V
Wenn du da eine Lichterkette mit 25 Lämpchen a.9,5V hast die in Reihe geschaltet sind das sind dann auch 235,6 V. gesamt.
Die Stromspannung teilt sich dann durch die Anzahl der in Reihe geschalteten Verbraucher und da passt eine Kontrollleuchte mit 12V dann auch in der Reihe bei 600V hinein.

 

[ruka]

So zB:


https://s13.postimg.org/b9ww7cw5v/Beispiel.png

Ich verstehe nicht trotzdem nicht, wieso die kleine Glühbirne nicht 150V abkriegt.
Drei Glühbirnen bekommen bei 600V jeweils 200V ab. Vier Glühbirnen müssen doch dann jeweils 150V abbekommen.

Wenn am Ende wie in dieser Zeichnung 11 Volt sind, müsste dann nicht auch die dritte 220V-Glühbirne schwach leuchten?

Gucke dir doch mal zu Weihnachten deine Tannenbaumbeleuchtung an, die läuft auch auf 230V
Wenn du da eine Lichterkette mit 25 Lämpchen a.9,5V hast die in Reihe geschaltet sind das sind dann auch 235,6 V. gesamt.
Die Stromspannung teilt sich dann durch die Anzahl der in Reihe geschalteten Verbraucher und da passt eine Kontrollleuchte mit 12V dann auch in der Reihe bei 600V hinein.

Genau, das verstehe ich. Bei der Tannenbaumbeleuchtung kriegen alle die selbe Spannung ab. In dieser 600V-Schaltung sind vier Glühbirnen. 600V geteilt durch vier Glühbirnen ergibt 150V für jede Glühbirne.

Darum glaube ich, dass die drei 220V-Glühbirnen und die 12V-Glühbirne jeweils 150V abkriegen.

 

[ruka]

Ich hab das mal gezeichnet.
http://i97.servimg.com/u/f97/19/38/12/91/600v10.png

Mir kommt einfach nicht in den Kopf, wie da unten an der letzten Glühbirne nur 12V sein können.

 

[goon]

Hiflt dir das Weiter?:
https://s11.postimg.org/ngee2wgqn/sdssf.png

 

[ruka]

Das erinnert mich daran, dass man in Reihe geschaltete Widerstände auch in einen zusammenfassen kann. Heißt also, dass die vier Glühbirnen als eine Glühbirne gesehen werden können, die mit 672V läuft? Muss dann die Glühbirne mit der niedrigsten Voltzahl unbedingt am Schluss sein oder darf sie auch am Anfang und in der Mitte liegen?

Wenn ich das richtig verstanden habe, dann könnte man auch hinter eine normale 230V-Glühbirne zu Hause noch eine 12Volt-Glühbirne setzen und beide leuchten dann?

Ich habe mal gehört, dass in Reihe geschaltete Glühbirnen die selbe Wattzahl haben müssen, da sonst die mit der niedrigsten Wattzahl kaputt geht. Falls das stimmt, dann habe ich das wohl mit der Voltzahl durcheinandergebracht.

 

[Urpils]

Die Glühbirnen haben unterschiedliche Widerstände und wirken zusammen wie ein Spannungsteiler. Also fallen auch unterschiedliche Spannungen über sie ab. Aus dem unterschiedlichen Spannungsabfall ergeben sich dann auch unterschiedliche Leistungen der Glühbirnen bei gleichem Strom.

 

[Pumukel]

Wenn ich von einen Fachmann schon Stromspannung lese dann kringeln sich mir die Fußnägel .
So zu der Frage warum die 12 V 5W Glühbirne eben nicht durchbrennt.
Bei der Reihenschaltung von Widerständen ist der Strom im Stromkreis überall gleich! Die einzelnen Teilspannungen addieren sich zur Gesamtspannung. Das eine "Glühbirne auch mit Unterspannung versorgt werden kann und trotzdem mit verminderter Helligkeit leuchten kann setze ich mal als bekannt voraus. Nun zu deinem Beispiel : R=U*U 230V*230V:100VA= 529Ohm
und 12V*12V:5VA=28,8Ohm rechnen wir der Einfachheit halber mit 530Ohm und 29 Ohm so hast du eine Reihenschaltung aus 3*530 Ohm +29 Ohm also 1620 Ohm . Und das ergibt 600V :1620 V:A= 0,37A größer wird der Strom im Stromkreis nicht. Nun Kannst du dir mit dem R der " Glühlampen" auch die Spannung über den Glühlampen ausrechnen.
U=R*I >>> 530V:A*0,37A= 196V und 29V:A*0,37A=10,7V
Und volla 3*196V +11V = ergeben deine 600V
Und wenn du nun noch die Leistung der "Glühlampen" wissen willst so ist das auch kein Hexenwerk den 196V*0,37A=72W und 11V*0,37A=4 W

 

[Pumukel]

Grr immer diese unerwünschten Smilies R= U*U : P
Mit deinem Beispiel 3*220V 40W + 12V 5W ergeben sich 220V*220V:40W = 1210V:A und 12V*12V:5VA=29 V:A
1210V:A*3 +29VA= 3659VA >>>> 600V: 3659V:A= 0,164A
Nun kannst du dir mit dem Strom und dem R auch die Teilspannungen über den Teilwiderständen ausrechnen.
Dein Denkfehler liegt darin das eben nicht alle 4 Widerstände gleich sind! Schon der olle Ohm hat das in seinem Gesetz dargelegt R= U:I
Oder anders geschrieben bei Reihenschaltung gilt Uges:Rges = U1:R1 = U2:R2 =U3:R3 = U.. : R..

 

[ruka]

Mit dem Begriff "Spannungsteiler" habe ich es glaube ich verstanden.

Die vier Glühbirnen teilen sich die 600V. Je nach Volt- und Wattzahl leuchtet sie in bestimmter Helligkeit. Und solange die Glühbirnen zusammen mindestens 600V vertragen, brennt auch keine durch. Wären es 700 Volt, würde eine durchbrennen. Wahrscheinlich die 12V-Glühbirne, die die schwächste in diesem Stromkreis ist und daher zuerst an ihre Leistungsgrenze kommt.
Liege ich richtig?

Dann könnte man diese 12V-Glühbirne an beliebige Stelle positionieren.



Ich habe bisher gedacht, dass in einer Reihenschaltung jede Glühbirne für die selbe Voltzahl ausgelegt sein muss und somit in diesem Stromkreis an jeder einzelnen Glühbirne 150V anliegen.
Wenn ich darüber nachdenke, ist das total bescheuert. Denn man kann ja auch verschiedene Widerstände in Reihe schalten.

Die erste Glühbirne kriegt 600V, die zweite Glühbirne 380V und für die dritte Glühbirne sind noch 160V übrig. Woher kriegt die letzte kleine Glühbirne ihre 12V her? Wenn ich mich nicht irre, müsste sie doch dunkel sein, wenn sie am Ende des Stromkreises ist. Am Anfang des Stromkreises wäre besser. Da kriegt sie 600V, gibt dann 588V an die nächste Glühbirne weiter, dann sind es 368V und für die letzte Glühbirne 148V.
Dieser Logik nach müsste die letzte Glühbirne sehr dunkel leuchten. Die waren aber alle gleich hell. Habe ich hier auch einen Denkfehler?

 

[Urpils]

Mit dem Begriff "Spannungsteiler" habe ich es glaube ich verstanden.
Die vier Glühbirnen teilen sich die 600V.
Je nach Volt- und Wattzahl leuchtet sie in bestimmter Helligkeit. Und solange die Glühbirnen zusammen mindestens 600V vertragen, brennt auch keine durch.

Bis hierhin war es weitgehend richtig.

Wären es 700 Volt, würde eine durchbrennen. Wahrscheinlich die 12V-Glühbirne, die die schwächste in diesem Stromkreis ist und daher zuerst an ihre Leistungsgrenze kommt.
Liege ich richtig?

Nicht ganz, alle Glühbirnen würden gleichmässig, überlastet werden. Welche als erste durchbrennt dürfte Zufall sein. Durch die höhere Spannung fließt ein höherer Strom durch die komplette Reihenschaltung der Glühbirnen. Gleichzeitig steigt der Spannungsabfall über jede Glühbirne. Was bedeutet die Leistung die jede Glühbirne zu verkraften hat steigt an bis eine Birne aufgibt. Die von dir veranschlagten 700V sollte aber diese Reihenschaltung locker aushalten.
3x230V + 1x12V = 702V sollte möglich sein. Alle Glühbirnen würden dann mit voller Helligkeit brennen. Glühbirnen entsprechender Leistung vorausgesetzt.

Dann könnte man diese 12V-Glühbirne an beliebige Stelle positionieren.

Richtig, es ist bei einer Reihenschaltung dieser Art völlig egal in welcher Reihenfolge.

Die erste Glühbirne kriegt 600V, die zweite Glühbirne 380V und für die dritte Glühbirne sind noch 160V übrig. Woher kriegt die letzte kleine Glühbirne ihre 12V her? Wenn ich mich nicht irre, müsste sie doch dunkel sein, wenn sie am Ende des Stromkreises ist. Am Anfang des Stromkreises wäre besser. Da kriegt sie 600V, gibt dann 588V an die nächste Glühbirne weiter, dann sind es 368V und für die letzte Glühbirne 148V.
Dieser Logik nach müsste die letzte Glühbirne sehr dunkel leuchten. Die waren aber alle gleich hell. Habe ich hier auch einen Denkfehler?

Ab hier gehts dann wieder völlig durcheinander . Die erste Glühbirne bekommt keine 600V sondern nur die Spannung die über ihre beiden Anschlüße abfällt zB. nur 198V. Ebenso die zweite, auch die bekommt nur 198V und auch die dritte der "großen" Birnen bekommt 198V (gleiche Leistung/Watt der großen Birnen vorausgesetzt). Für die kleine 12V Birne bleiben dann noch 6V übrig von den Gesamt 600V (alles Pi mal Daumen gerechnet).
Die würden dann alle nicht mit voller Helligkeit brennen.
Wie hoch die Spannung ist die über eine einzelne Glühbirne abfällt wird von ihrem Widerstand im Verhältnis zum Gesamtwiderstand der Reihenschaltung bestimmt. Alles vereinfacht gerechnet und die passende Leistung bei den Glühbirnen vorausgesetzt.

 

[ruka]

Es hat lange gedauert, aber jetzt habe ich das endlich verstanden.
Vielen lieben Dank für die Erklärungen.

Ein kleiner Denkfehler kann so viel durcheinanderbringen.

 

[bigdie]

Wie schon erwähnt, kommt es auch auf die Leistung der Lampen an. Das muss alles passen. Schon wenn du 3 230V lampen größerer Leistung reindrehst, kann die 12V Lampe sterben.
Übrigens wurde das beim billigen Fön früher genauso gehandhabt. Der Heizwiderstand war oft mit dem 12V Motor für den Lüfter in Reihe geschalten. Vor dem Motor gab es da nur noch einen Brückengleichrichter.