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Voltage drop - was ist das?
werz99 Offline
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Beitrag #1
Voltage drop - was ist das?
Nachdem ich erst kürzlich wieder in einem dampfervideo hören musste:
"Der akkuträger hat einen voltdrop von 0,3V, das ist tolerabel" und in vielen threads vom geringen voltdrop beim akkuträger xyz die rede ist, werde ich den eindruck nicht los, dass dieses geflügelte wort vielgebraucht aber wenig verstanden wird.
Aber irgendwie scheint es doch ein maßstab zu sein, der unter dampfern was gilt;-)

Was ist nun voltdrop?

Nun zu deutsch ist voltdrop sowas wie spannungsabfall. Ist das jetzt böse oder gut oder was?.
Nun ganz einfach: Es IST;-) Auch ein "very hard hitting mod" kommt nicht ohne voltdrop aus;-) Definition
Grob zusammengefasst handelt es sich um einen energieverlust an den passiven elementen eines schaltkreises. - Also ungewollter widerstand, der den fließenden strom reduziert. - es handelt sich also um einen leistungsverlust.
Aber warum ist das so?

Ein akkuträgerersatzschaltbild

   

Erwünscht ist in diesem stromkreis eigentlich nur der Verdampferwiderstand (Rvd) den wir zur verdampfung unseres liquids wickeln.
Der mit Ri bezeichnete Widerstand repräsentiert den unerwünschten aber vorhandenen innenwiderstand des verwendeten akkus. Wünschenswert ist hier so niedrig wie möglich. Payce hat an anderer stelle mal von gemessenen 0,15 ohm (150mOhm) auch bei guten akkus gesprochen (kontaktwiderstände mit eingerechnet).

Der widerstand Rat repräsentiert die übergangswiderstände des akkuträgers, die sind ebenso unerwünscht aber auch vorhanden: Gewindeübergänge, kontakte, schalter, schmutz, oxidation, materialien etc.

Durch auswahl von gut leitenden und wenig oxidierenden materialien, sorgfältige fertigung, solide auflageflächen bei mechanischen schaltern und batteriekontakten kann man diese verlustwiderstände minimieren.

Auch eine regelmäßige reinigung der gewinde und kontakte und anschlüsse erhält die elektrischen werte des akkuträgers.

Der voltdrop ist jetzt der spannungsabfall an den nicht erwünschten widerständen Ri und R at die in serie liegen. LINK

Wie hoch ist der jetzt aber bei einer akkuspannung (U) von 3,7V?

Das ist eigentlich einfach, wenn man sich das ohmsche gesetz in erinnerung ruft:

U=I*R also konkret in unserem fall U = I*Rvd + I*Ri + I*Rat.

Nun, ohne die höhe des stroms zu kennen, der in diesem schaltkreis fließt, werden wir die frage nicht beantworten können.

Vorweggenommen: Die verbreitete methode einfach die akkuspannung zu messen, den akku in den mod einzubauen und dann die spannung am verdampferanschluss zu messen und festzustellen, dass "nur" 0,1V voltdrop messbar sei ist unsinnig. (Wenn man feststellt, dass man be dieser ungeeigneten messung schon 0,5 volt verluste misst, dann kann man den AT getrost seiner zukünftigen aufgabe als briefbeschwerer zuführen:-).
Warum? Ein voltmeter muss möglichst hochohmig sein, damit es den zu messenden schaltkreis nicht belastet und daher fließt hier fast kein strom und entsteht auch kein voltdrop.

Ein spannungsabfall an einem kleinen widerstand entsteht erst, wenn ordentlich strom fließt. Z. B. U=0,1 ohm*5A=0,5V oder bei 2A ergibt das 0,2V.

Also messung unter last: Tankometer aufgeschraubt, spannung gemessen. verdampfer zusätzlich aufgeschraubt und weniger spannung gemessen - schon besser, da ja messung unter echter last.

Aber: In diesem fall messen wir natürlich auch den unvermeidlichen akkuinnenwiderstand mit und die aussage über den voltage drop des akkuträgers ist somit höchstens eine über akkuträger und akku zusammen (und natürlich nur für einen bestimmten verdampferwiderstand).

Messen kann man den voltdrop also nur unter vergleichbaren bedingungen.
Am besten mit 2 oder 3 unserer verbreiteten wicklungswiderstände (z. b. 1, 1.5 und 2 ohm) entsprechenden leistungsmesswiderständen in einem reproduzierbaren messaufbau mit ordentlichen messgeräten.
Das ermöglicht vergleichbare aussagen über unterschiedliche akkuträger und wäre grundlage für ein ranking.

Wens interessiert: Obi macht das immer wieder auf solider basis LINK.

Brauch mer das?

Na ja, es handelt sich um eine relative größe und da jeder in unterschiedlichen settings dampft ist der erkenntnisgewinn eher mager.
Klar sollte sein, dass diese aussagen nur im vergleich sinn machen und unter nennung der bedingungen. Eine aussage wie einleitend zitiert ist also mäßig informatives techi-geplauder;-)

Aber, aber...

Immer bedeutender und schlagender wird die problematik des voltage drops beim subohmdampfen.
Man beachte: Bei angenommenem gesamtverlustwiderstand von 0,2 ohm ist der verlustwiderstand des akkuträgers in der größenordnung der gewickelten verdampferwiderstände!

Einen eindruck vermittelt folgende (errechnete) tabelle:

   
   

Nehmen wir mal die 2. zeile: Bei einem verdampferwiderstand von 0,2 ohm ist der angenommene voltagedrop gleich hoch, wie die spannung, die an den verdampfer gelangt!
Der wirkungsgrad ist noch beschämend geringer: 25%! D. h. 75% der zugeführten leistung werden aufgewendet um den akkuträger aufzuheizen.
Conclusio: Subohmdampfen ist eine ausgesprochen uneffiziente methode dampf zu erzeugen, wärmt aber im winter angenehm die hände;-)

Schlimm(er) wirds da mit schlechtem (und/oder ungepflegtem material), welches nicht für diese art des dampfens ausgelegt ist. Da kanns dann spürbar heiß werden!

Fazit
Vergesst die aussagen über den voltagedrop. - In den meisten fällen sind sie wertlos.
Kauft mods, die vernünftige materialen verwenden und eine solide ausführung haben und vor allem pflegt eure geräte.
Verwendet markenakkus, die für die angestrebte betriebsart auch noch leistungsreserven haben.
Und nicht unwichtig: Akkus soweit einjustieren, dass sie ordentlich kontakt auf sauberen kontaktflächen haben und drauf achten, dass die einzelteile ordentlich verschraubt sind, das gilt insbesonders für die teile im schalter.

Sogar die art WIE der schalter gedrückt wird kann die leistung beeinflussen;-) - Wers nicht glaubt - HIER wirds demonstriert.

lg
werz99
26.07.2014 11:05
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Fridtjof Offline
gewerblicher Händler


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Beitrag #2
RE: Voltage drop - was ist das?
..einfach eine tolle Beschreibung, nicht alles kapiert aber dazu gelernt; Danke
26.07.2014 11:10
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Felix1220 Offline
 
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Beitrag #3
RE: Voltage drop - was ist das?
Gute Zusammenfassung Werner:

einer der wichtigsten Punkte is mM nach der hier:

(26.07.2014 11:05)werz99 schrieb:  und vor allem pflegt eure geräte.

Man glaubts kaum was ein gut gereinigter Akkuträger für einen Unterschied ausmacht.

Zerlegen, gründlich Waschen; (Spülmittel, Wasser und Zahnbürste reicht)
Zusammenbauen und kein Fett zum schmieren verwenden!
26.07.2014 11:19
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nomorepyro Offline
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Beitrag #4
RE: Voltage drop - was ist das?
Werner, klasse Beschreibung. Super

[size=xx-small][url=http://www.e-rauchen-forum.de/thread-26669-post-499049.html#pid499049]* Glossar[/url] * [url=http://www.e-rauchen-forum.de/thread-89827-post-1744002.html#pid1744002]Dampferkunst[/url] * [url=http://http://www.e-rauchen-forum.de/thread-117210-post-2711660.html#pid2711660]Der Coppervape (BF) Kontakt - MOD[/url] * [/size]
26.07.2014 12:02
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Cloudweaver Offline
Captain Obvious
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Beitrag #5
RE: Voltage drop - was ist das?
Zum Fazit würde *ich* noch hinzufügen: Betreibt Stacking. Dabei kann der Verdampferwiderstand vervierfacht werden, und der Wirkungsgrad ist erheblich besser:

P = (2 * U)² / R
P = (4 U²) / R

Um die selbe Leistung wie ohne Staking zu erreichen, kann der Widerstand * 4 genommen werden. D.h. anstatt der erwähnten 0,2 Ohm, kann 0,8 Ohm verwendet werden.

Bei Staking mit 3 Akkus wäre es Faktor 9 (3²), also 1,8 Ohm. Bei 4 Akkus: Faktor 16 (3,2 Ohm).

Daran sieht man, was wir für einen elektrischen Murks veranstalten, wenn wir mit dem VD-Widerstand gegen 0 gehen. Wink

Edit: Vergessen zu erwähnen: Stacking ist nicht ungefährlich!
Edit 2: Der Strom halbiert sich bei 2xStackig, drittelt sich bei 3xStaking usw.
26.07.2014 13:36
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Felix1220 Offline
 
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Beitrag #6
RE: Voltage drop - was ist das?
(26.07.2014 13:36)Cloudweaver schrieb:  wenn wir mit dem VD-Widerstand gegen 0 gehen. Wink

nicht "wir"
ich klammere mich da entschieden aus Big Grin
26.07.2014 13:40
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werz99 Offline
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Beitrag #7
RE: Voltage drop - was ist das?
Danke für das positive feedback;-)

@Cloudweaver
Ja, die anmerkung zum stacking ist absolut richtig. M. e. ist das risiko geringer, da man beim stacking den stromdurchsatz drastisch senkt.

Die paarweise verwendeten akkus sollten natürlich schwer unter beobachtung stehen, ob sie auch gleich entladen. Wenn sie zu driften beginnen, dann den schlechteren vorsichtshalber ausscheiden, den anderen im singlebetrieb weiterverwenden.
Bei den niedrigeren strömen lassen sich natürlich auch wieder protected typen verwenden.

lg
werz9
edit:@Fridtjof - einfach nachfragen...
26.07.2014 14:33
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darki Offline
Vanillekipferl :)
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Beitrag #8
RE: Voltage drop - was ist das?
Danke Werz für die schöne Darstellung. Ich konnte das ja bei meinem Akkuträger
nie messen, aber ich weiß, dass gut geputzte Akkuträger, aus hochwertigen Materialien
einen wahnsinnigen Unterschied zu verdreckten Teilen machen.
Gut geputzt ist schon halb gedampft Big Grin
26.07.2014 14:42
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Morgennebel Offline
Labern mit Grund
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Beitrag #9
RE: Voltage drop - was ist das?
(26.07.2014 11:05)werz99 schrieb:  Sogar die art WIE der schalter gedrückt wird kann die leistung beeinflussen;-) - Wers nicht glaubt - HIER wirds demonstriert.
Oh ja! Mein Caravela Clone demonstriert das auch des öfteren... Das kann man fast schon als geregelten Akkuträger durchgehen lassen. Rolleyes

Danke für Deine Ausführungen zum Messen/Vergleichbarkeit und der Fragwürdigkeit des Subohm-Dampfens.
26.07.2014 18:05
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Gwenhyfer Offline
E-Zicke
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Beitrag #10
RE: Voltage drop - was ist das?
Vielen Dank für diese ausführliche Beschreibung. Ich müsste lügen, würde ich behaupten, dass ich jetzt direkt alles begriffen habe, doch der Nebel der Unwissenheit lichtet sich, denn einiges ist jetzt durch deine Erklärung für mich logisch nachvollziehbarer geworden. Darauf kann ich nun peut à peut aufbauen. Super!!!!!
26.07.2014 18:17
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