Hallo, ich nochmal.
diesmal habe ich eine „elektrische“ Frage.
Ich habe ein Glasrohrelement (Schmelzsicherung) in einem 6V Stromkreis, der mit 0,4 A abgesichert ist.
Wie kann ich den Durchmesser berechnen, wenn der spezifische Widerstand mit 0,6Ωmm²/m angegeben ist und der Draht 0,8 cm lang ist?
Danke im Voraus für Eure Hilfe…
Lieben Gruß, Steph
Hi,
Du müsstest noch den Widerstand wissen ( messen ) und dann rechnen.
Sobald die Einheiten stimmen, hast Du´s.
Freundliche Grüße
Thomas
P. S.: Ein Element ist in der Elektrotechnik anderweitig belegt
Hallo, danke für die schnelle Antwort!
Der Widerstand müsste ja (nach Berechnung 15 Ohm sein.
Wie rechne ich mit den Angaben den Durchmesser aus?
Könntest Du mir eine Formel dafür geben, in die ich die Daten einsetzen kann?
Ich sitze schon den ganzen Tag vor unendlich vielen (gefühlt) Physikaufgaben und kann so langsam nicht mehr…
Ich will keine Lösung, sondern nur den Weg dahin 
Danke im Voraus,
liebe Grüße, steph
Hallo Stephanie,
Hausaufgabenhilfe darf man hier nur bedingt geben. Den Weg habe ich Dir schon beschrieben. Wenn Du Dich erst richtig ausgeschlafen hast, wird es Dir leicht fallen die vier Größen so links und rechts vom Gleichheitszeichen zu verteilen, dass es passt.
Dann hast Du für das nächste mal auch die Formel bzw. machst es wieder genau so
Schönes WE
Thomas
Ergänzung
Die 6V und die 0,4 A brauchst Du dabei nicht. Auch nicht für die ( ? ) Berechnung des Widerstands. Den Wert hast Du hoffentlich woanders her.
Hallo Steph,
Ich habe ein Glasrohrelement (Schmelzsicherung) in einem 6V
Stromkreis, der mit 0,4 A abgesichert ist.Wie kann ich den Durchmesser berechnen, wenn der spezifische
Widerstand mit 0,6Ωmm²/m angegeben ist und der Draht 0,8 cm
lang ist?
Irgendwie ist das aber nicht die ganze Aufgabe, da fehlt irgendwie ein Teil der Frage.
0,6Ωmm²/m bedeutet, dass ein Draht mit 1mm² und 1, Länge 0.6 Ohm hat.
1mm² in eine Kreisfläche (Durchmesser) umzurechnen ist dann einfache Geometrie.
Wenn ich das alles richtig gelesen habe suchst du nun den Drahtdurchmesser, damit ein 8mm langes Stück Draht 15 Ohm hat?
Als erstes kannst du mal berechnen wie viel Ohm, dann der passende Draht von 1m Länge haben muss.
Bis auf die Berechnung es Durchmessers, ist alles mit Dreisätzen berechenbar.
MfG Peter(TOO)
Der Widerstand müsste ja (nach Berechnung 15 Ohm sein.
das ist unsinn.
vielleicht überlegst du dir mal, dass die sicherung eine sicherung und nicht der verbraucher ist.
Wie rechne ich mit den Angaben den Durchmesser aus?
gar nicht. dazu reichen die angaben nämlich nicht aus.
und unfug ist es auch, weil die sicherung selber weder aus einem einfachen, kurzen stückchen draht besteht noch den größten teil des gesamtwiderstandes des bauteils incl. fassung ausmacht.
Hallo Stephanie,
Dir fehlt noch der Drahtwiderstand zur Berechnung des Durchmessers.
Bei Wiki findest Du unter ‚Spezifischer Widerstand‘ die Definition für den spezifischen Widerstand. Mit dem Zusammenhang zwischen Durchmesser und Kreisfläche erhält man daraus:
D = 2 * sqrt [rho * L / ( Pi * R )]
rho: spez. Widerstand, R: Widerstand des Leiters, L: Länge
Wenn Du den Drahtwiderstand ermittelst, kannst Du damit den Durchmesser berechnen.
Du könntest z. B. im Betrieb den (kleinen) Spannungsabfall über der Sicherung mit einem empfindlichen Meßgerät messen. Wenn Du dann noch den Strom durch die Sicherung kennst (Messung), kannst Du den Widerstand mit dem Ohmschen Gesetz ermitteln und oben einsetzen.
Grüße
Joachim
@lächerlich: Wenn Du nicht helfen kannst / willst, ist das ok. Aber das kann man auch freundlicher formulieren.
Physik ist eben ein ganz neues Fach für mich, darum benötige ich auch Hilfe.
Des Weiteren habe ich nicht mehr Angaben in der Aufgabe:
Die Abbildung zeigt ein Glasrohrelement (hier sit die Abbildung der Feinsicherung, sit auf dem Bild auch als solche bezeichnet), das man als Sicherung in empfindlichen Geräten verwenden kann. Es kann, je nach Ausführung, z.b. einen 6-Volt-Stromkreis absichern, der für Stromstärken ab 0,4 A (Sicherungsauslösung) geschützt werden muss.
Die Aufgabe heißt: Welchen Durchmesser hat der eingebaute 0,8 cm lange Wendeldraht, wenn er aus Material des spezifischen Widerstands 0,6Ωmm²/m besteht?
Das ist die ganze Aufgabe. Also welche Angaben sollen fehlen?
LG Steph
Und den Widerstand habe ich mit den Angaben 6V/0,4A ausgerechnet. Dass das falsch ist, habe ich schon erfahren, aber ich kenne es eben im Moment nicht besser…
Hallo Peter,
Danke für die Antwort.
Das ist die komplette Aufgabe:
Die Abbildung zeigt ein Glasrohrelement (hier sit die Abbildung der Feinsicherung, sit auf dem Bild auch als solche bezeichnet), das man als Sicherung in empfindlichen Geräten verwenden kann. Es kann, je nach Ausführung, z.b. einen 6-Volt-Stromkreis absichern, der für Stromstärken ab 0,4 A (Sicherungsauslösung) geschützt werden muss.
Die Aufgabe heißt: Welchen Durchmesser hat der eingebaute 0,8 cm lange Wendeldraht, wenn er aus Material des spezifischen Widerstands 0,6Ωmm²/m besteht?
Mehr steht da nicht, nur noch eine weitere Frage, um wieviel cm man ein 1kg-gewicht mit der elektrischen Arbeit anheben kann, wenn das Element erst nach 0,5s anspricht.
Danke trotzdem für die nette Erklärung, auch wenn ich trotzdem noch wie der OChsvorm Berg steh 
LG Steph
Hallo Stephanie
Probieren wir es doch mal mit Überlegen:
1 m (1000mm) Draht hätte einen Widerstand von 0,6Ω. Demnach hat der 8mm lange Draht 1/125 vom genannten, spez. Widerstandswert als Fläche; das wären in Einheiten noch Ω*mm².
Dieser Widerstand RA bezieht sich also auf die Kreisfläche 1mm². Der Draht ist vermutlich abweichend von 1mm² Fläche.
Mit d=sqrt(A*4/pi) rechnest du Kreisflächen in Durchmesser um. Damit erhältst du den Durchmesser eines Runddrahts mit 1mm² Fläche für RA.
Das Verhältnis von D zu A bestimmt das Verhältnis von RA zu RD.
Gruß
W.
keine Lösung
Hallo Steph,
wenn das die gesamte Aufgabenstellung ist, muss ich passen-ich bin aber auch kein Physik(lehr)er, sondern nur Maschinenbauingenieur. Vielleicht gibt die Zeichnung doch mehr her…(?)
Wie Du mittlerweile selber sagst, kann man aufgrund der gesamten Spannung des Stromkreises und des maximalen Stroms nicht auf den Widerstand des Drahtes in der Sicherung schließen, denn da fällt nur ein geringer Teil der Spannung ab. Unbedingt erforderlich wäre daher die Kenntnis des Widerstands der Sicherung.
Die Formel wäre dann R=rho*l/A
( nach A aufgelöst: A=rho *l/R )
R: Widerstand in Ohm
rho: bekannter spez. Widerstand von 0,6 Ohm*qmm/m
l: Länge des Drahtes in m
A: Querschnittsfläche des Drahtes in qmm
Es drängt sich mir die Annahme auf, dass der Lehrer selber nicht durchblickt oder dass Du irgendwelche Zusatzinformationen nicht wiedergegeben hast.
Auch die weitere Aufgabe, die geleistete Arbeit bis zum Durchbrennen der Sicherung zu bestimmen, erhöht nicht gerade das Vertrauen in den Lehrer, denn mit den bekannten Größen lässt sich der Strom nicht errechnen ( vielleicht fehlt aber auch nur das besagte Schaltbild mit weiteren Informationen ( ? ) ).
Bei 0,4 A sollte die Sicherung noch nicht durchbrennen, denn das wäre der erlaubte Wert.
Irgendwie muss also ein höherer Strom zustande kommen und dann 0,5 s lang anliegen.
Die Arbeit wäre dann W=U*I*t,
wobei U die 6 Volt wären, vermindert um den Spannungsabfall an der Sicherung.
I wäre der zu berechnende Strom ( >0,4 A ) und
t=0,5 s
Auch mit den richtigen Formeln kann man die Aufgabe m. E. nicht lösen.
Trotzdem einen schönen Montag wünscht
Thomas
P. S.: Ist das derselbe Lehrer, der das Gewicht des Zwischenkabels in der anderen Aufgabe vernachlässigt?
Hallo Thomas,
Es gibt tatsächlich keine Abbildung, nur ein Foto von der Feinsicherung.
Aber ich bin auf den Widerstand gekommen - wenn 0,6Ωmm²/m der spezifische Widerstand ist, müsste er ja (ausgegangen von einem Querschnitt von 1mm² ) bei 0,8 cm - also 0,008 m - 0,0048 Ω betragen…
Liege ich da richtig?
Lg
Steph
P.S.: Was meinst Du mit dem Zwischenkabel in anderen Aufgabe?
Hallo Steph,
der Durchmesser des Drahtes ist doch gerade gesucht in Deiner Fragestellung. Wie kannst Du ihn da als 1 mm voraussetzen?
Genau so komisch finde ich, dass der Hubschrauber zum Stromtarif aufsteigt und das auch noch mit Hilfe seiner Rotoren.
Freundliche Grüße
Thomas, der es immer gut findet, wenn man seine Antwort unter dem entsprechenden Posting platziert, weil es sonst nur Chaos gibt
@lächerlich: Wenn Du nicht helfen kannst / willst, ist das ok.
tja - nicht jeder versteht, dass man ihm geholfen hat.
Aber das kann man auch freundlicher formulieren.
das war die freundliche formulierung.
vielleicht könntest du versuchen, zwischen kritik an der sache und kritik an der person zu unterscheiden.
Hallo Steph,
Das ist die komplette Aufgabe:
Die Abbildung zeigt ein Glasrohrelement (hier sit die
Abbildung der Feinsicherung, sit auf dem Bild auch als solche
bezeichnet), das man als Sicherung in empfindlichen Geräten
verwenden kann. Es kann, je nach Ausführung, z.b. einen
6-Volt-Stromkreis absichern, der für Stromstärken ab 0,4 A
(Sicherungsauslösung) geschützt werden muss.Die Aufgabe heißt: Welchen Durchmesser hat der eingebaute 0,8
cm lange Wendeldraht, wenn er aus Material des spezifischen
Widerstands 0,6Ωmm²/m besteht?
Da kann man mit den Angaben nicht rechnen!
Vielleicht hilft es dir, wenn ich mal die Funktion der Schmelzsicherung beschreibe:
Der Draht hat einen Widerstand (eine ideale Sicherung sollte eigentlich einen Widerstand von 0 Ohm haben).
An diesen Widerstand entsteht ein , dem Strom proportionaler Spannungsabfall (Ohmsches Gesetz).
Entsprechend ist vergrössert sich die Leistung im Quadrat zum Strom.
Diese Leistung erwärmt nun den Draht.
Erreicht der Draht die Schmelztemperatur, wird der Stromkreis unterbrochen.
Wie heiss der Draht bei welcher Temperatur wird, hängt davon ab, wie viel Energie im Draht bleibt und wie viel an die Umgebung abgegeben wird.
Du brauchst also die Schmelztemperatur des Drahtes und ie ganzen nötigen Angaben des Glasrohres und viel Thermodynamik.
Oder due interpretierst da was falsch und es ist keine Sicherung sondern ein Heizelement …
Also, irgendetwas stimmt an der Aufgab so nicht!
MfG Peter(TOO)
Hallo Peter,
Vielleicht hilft es dir, wenn ich mal die Funktion der
Schmelzsicherung beschreibe:
Der Draht hat einen Widerstand (eine ideale Sicherung sollte
eigentlich einen Widerstand von 0 Ohm haben).
An diesen Widerstand entsteht ein , dem Strom proportionaler
Spannungsabfall (Ohmsches Gesetz).
Entsprechend ist vergrössert sich die Leistung im Quadrat zum
Strom.
Diese Leistung erwärmt nun den Draht.
Erreicht der Draht die Schmelztemperatur, wird der Stromkreis
unterbrochen.
das verstehe ich nicht.
Wenn die ideale Sicherung einen Widerstand von 0 Ohm hätte,
würde an ihm doch auch keine Spannung abfallen.
Wenn also keine elektrische in thermische Energie umgewandelt werden könnte, warum sollte der Schmelzleiter schmelzen, was eigentlich der Sinn einer Schmelzsicherung sein sollte, wenn ein Stromkreis überlastet wäre?
Oder due interpretierst da was falsch und es ist keine
Sicherung sondern ein Heizelement …
Das würde auch den spezifischen Widerstand von 0,6Ωmm²/m erklären, weil er z.B. von Konstantan, welches u.a. für Heizwiderstände verwendet wird, 0,5 Ωmm²/m beträgt.
Die Schmelzleiter der Feinsicherungen bestehen aber oft aus Elektrolytkupfer oder Silber mit einem spezifischen Widerstand von ca. 0,016Ωmm²/m.
Gruß
Pontius
Hallo Thomas,
Ich setze den Durchmesser nicht voraus, ich gehe nur von einem Querschnitt (Querschnittsfläche) von 1mm² aus…
Da ich keine anderen Angaben habe.
Zur Hubschrauberaufgabe, ich verstehe das so, dass man den Verbrauch auf die entstehenden Kosten umlegt, wenn es elektrische Arbeit wäre. Da aber diese Aufgabe gelöst ist, mach ich mir da erst mal keine Gedanken mehr wegen, dass soll mir dann mal mein Lehrer erklären, wie er auf solche Vergleiche kommt
Ich versuche bei der Elektro-Aufgabe mal mit dem 1mm², wenns halt falsch ist, ists falsch…
Wenn ich das korrekte Ergebnis habe, werde ich euch informieren 
Trotzdem danke allen, die geholfen haben!
LG Steph
Hallo Pontius,
das verstehe ich nicht.
Wenn die ideale Sicherung einen Widerstand von 0 Ohm hätte,
würde an ihm doch auch keine Spannung abfallen.
Wenn also keine elektrische in thermische Energie umgewandelt
werden könnte, warum sollte der Schmelzleiter schmelzen, was
eigentlich der Sinn einer Schmelzsicherung sein sollte, wenn
ein Stromkreis überlastet wäre?
Die Aufgabe der Schmelzsicherung ist es, vor einem Überstrom zu schützen. Bei einer Elektroinstallation geht es vor allem Darum die Leitungen zu Schützen, weshalb das Teil auch Leitungs-Schutzschalter heisst.
Eine ideale Leitung sollt auch einen Widerstand von 0 Ohm haben, man möchte die Energie am Verbraucher haben und nicht in der Leitung als Verluste.
Selbiges gilt auch für die Schmelzsicherung, diese sollte idealerweise, im Normalbetrieb, keinen Einfluss auf den Energietransfer haben und auch keinen Spannungsabfall verursachen.
Aber rein physikalisch geht das eben nicht!
Deshalb gibt es einen Unterschied zwischen idealen und realen Bauteilen.
Mit magnetische Überstromauslösung und einer Spule aus einem Supraleiter, könnte man eine ideale Sicherung bauen. Aber wer füllt dann dauernd den flüssigen Stickstoff im Sicherungskasten nach ???
MfG Peter(TOO)