Elektrotechnik

Messungen von Mittwoch 9 1

Hallo Leute,

also hier jetzt ein paar Erklärungen zu dem was wir am letzten Mittwoch (9.1) gemessen haben.

Drehzahlmessung
Bei der Drehzahlmessung waren wir ja alle ein bisschen verwirrt. Der korrekte Weg mit dem Fahrradtacho die Drehzahl zu messen ist natürlich dem Tacho einen beliebigen Raddurchmesser vorzugeben (wir haben 3 Meter gewählt) und diesen dann aus der angezeigten Geschwindigkeit in Kilometer pro Stunde wieder "herauszurechnen". Da der Magnet vom Tacho sehr schwach und sehr groß war, haben wir kleinere und stärkere Neodym-Magneten verwendet. Um auf die Motordrehzahl zu kommen, müssen wir außerdem noch die Übersetzung des Riemengetriebes beachten. Der Motor dreht sich ja schneller als das große Riemenrad an dem wir gemessen haben.

Warum funktioniert das?
Der Fahrradtacho verwendet einen sogenannten Reed-Schalter (Magnet-Schalter) um zu erkennen wie oft sich das Rad pro Sekunde dreht. Dass heißt immer wenn der Magnet, der sich am Rad befindet, am Magnet-Schalter vorbeisaust, zählt der Fahrradtacho mit. Die Anzahl der Umdrehungen pro Sekunde nennt man dann die Drehzahl. Im Tacho wird intern diese Drehzahl mit dem Radumfang multipliziert, denn der Radumfang entspricht der Strecke, die das Fahrrad pro Umdrehung zurücklegt. Diese Geschwindigkeit in Meter pro Sekunde wird dann in Kilometer pro Stunde umgerechnet und angezeigt. Folglich gehen wir den umgekehrten Weg und können so aus der Geschwindigkeit die Drehzahl ermitteln.

Die "Experimente"
Wir haben einige Experimente durchgeführt, jedoch etwas wahllos. Deshalb hier nochmal eine Zusammenfassung, was wir warum gemessen haben und was noch fehlt.

Leistungsmessung mit Lüfter
Im ersten Versuch haben wir dann einen kleinen Lüfter angeschlossen und die Leistung bei einer bestimmten Drehzahl gemessen. Bei 360 Umdrehungen pro Minute (Upm) kamen wir auf 3 Watt. Nicht besonders viel, aber immerhin hatten wir eine erste Vorstellung.

Ladebeginn
Danach haben wir versucht die Drehzahl zu bestimmen bei der der Generator anfängt die Batterie zu laden. Dazu haben wir Laderegler und Batterie angeschlossen. Bei ca. 320 Upm begann der Ladevorgang. Später wird unser Savonius-Rotor diese Drehzahl an den Generator bringen müssen um die Batterie zu laden.

Leistungsmessung mit Batterie und Laderegler
Um eine Vorstellung davon zu bekommen welche Leistung bei welcher Drehzahl aufgenommen wird, erhöhten wir die Drehzahl auf 600 Upm. Bei einer Spannung von 13 Volt floss ein Ladestrom von 0,15 Ampere. Das sind knapp 2 Watt, bedenkt man das der Lüfter bei 360 Upm bereits 3 Watt Leistung bekommen hat.

Leistungsmessung mit Batterie und Dioden
Also tauschten wir unseren fertig gekauften Laderegler gegen Dioden aus (siehe dazu Einfachste Ladeschaltung). Bei 420 Upm erhielten wir 13 Volt Spannung und einen Ladestrom von 0,6 Ampere, der schnell weiter anstieg. Das sind fast 8 Watt und damit deutlich mehr als mit dem Laderegler. Die Konsequenz kann sich jeder denken, der Laderegler fliegt erstmal raus, seine Leistungsverluste sind für unsere kleine Anlage zu groß.

Was jetzt?
Schön und gut jetzt haben wir eine Drehzahl, auf die wir kommen müssen damit die Batterie lädt und fertig, oder? Leider ist es nicht ganz so einfach, denn um den Generator zu drehen braucht es eine bestimmte Kraft. Das hat sicher jeder gemerkt/gesehen der am Mittwoch dabei war. Diese Kraft können wir leider nicht messen. Allerdings wissen wir, dass davon abhängt ob unser Savonius-Rotor es schaffen wird den Generator anzudrehen oder nicht. Um das abzuschätzen müssen weitere Versuche durchgeführt werden.

Das nächste Treffen findet dieses Mal am Dienstag statt.

Eure Projektørga