Wasserwiderstand als Lastwiderstand

Fragen zu Elektronik und Elektro allgemein.Fragen zu Bauteilen wie z.B. Tansistoren, Dioden, Kondensatoren usw.

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Wasserwiderstand als Lastwiderstand

Neuer Beitragvon jscumi am Freitag 1. Juli 2016, 13:07

Hallo Gemeinschaft,
vor einigen Tagen haben wir auf Arbeit einen unserer Diesel-Generatoren mit einem Lastwiderstand getestet. Dieser war ein Wasserwiderstand, bei dem 6 parralele Platten mehr oder weniger in Wasser getaucht wurden, wobei bei tieferen Eintauchen die BElastunfg für den Diesel-Generator größer wurde. Wir als "Hobby-Elektriker" haben das zwar interessiert verfolgt aber NIEMAND konnte schlüssig erklären, wie das Ganze funktioniert.

Wer von Euch kann mir das in ein zwei oder gern auch mehreren Sätzen verständlich erklären????

Am meisten ärgert mich dabei, dass ich das als gelernter E-Mechaniker eigentlich wissen müsste... :shock:

Na dann... ich freue mich auf eure Antworten

MfG
Jan
jscumi
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Re: Wasserwiderstand als Lastwiderstand

Neuer Beitragvon der mit den kurzen Armen am Freitag 1. Juli 2016, 13:56

Hallo Jan ich kenne diese Anwendung von meiner Armeezeit als Atomio der Tauchsieder aus Rasierklingen.
Zur Funktion: Die beiden Platten oder mehr stellen einen Kondensator dar. Das Wasser dazwischen ist das Dielektrikum. Wasser ist auf Grund seines Aufbaus aus 2 H +1 O ein Dipol! Zudem kommt noch dazu das Wasser sich auch aufspaltet in H+ und OH- Ionen. Weiterhin enthält normales Wasser auch gelöste Salze, also weitere Ionen.
Damit ergeben sich 2 Wege für den Stromfluss : erstens Ionenleitung und 2 tens Verlustströme durch das ausrichten der Wassermoleküle im Feld. Beide Teile führen zu Bewegung der Ionen und der Moleküle was nichts anderes als Wärme ist. Durch den Abstand oder die Fläche kann die umgesetzte Leistung gesteuert werden. Den dritten Teil die Spaltung des Wassers in H2 und O2 geh ich mal gar nicht erst ein. den auch diese benötigt Energie ist aber hier eher unerwünscht (Knallgas)
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Re: Wasserwiderstand als Lastwiderstand

Neuer Beitragvon jscumi am Freitag 1. Juli 2016, 14:38

Vielen Dank für die Antwort.
Unser Generator liefert 400V bei konst. 1500U/min des Diesels. Deine Erklärung war in etwa der Teil der mir bekannt ist. Aber WAS GENAU macht den Widerstand aus und v.a. beim Eintauchen ins Wasser?? oder steh ich aufm Schlauch?

Vielen Dank derweil

Gruß Jan
jscumi
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Re: Wasserwiderstand als Lastwiderstand

Neuer Beitragvon der mit den kurzen Armen am Freitag 1. Juli 2016, 15:19

Ionenleitung muss ich dir nicht erst erklären , das solltest du wissen! Die Funktion eines Kondensators setzte ich mal als bekannt voraus! In dem Kondensator bildet sich bei anliegender Spannung ein elektrisches Feld aus. Da das Wassermolekül ein Dipol ist (Siehe Kalottenmodell Wasser) richtet es sich im Feld aus. Dazu muss sich das Molekül bewegen. Eine Zunahme der Bewegung ist aber nichts anderes als Wärme!
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Re: Wasserwiderstand als Lastwiderstand

Neuer Beitragvon Erfinderlein am Freitag 1. Juli 2016, 16:00

Hallo Jan, :welcome:

das mag nach einem Kondensator aussehen, ist aber keiner. Ich erinnere mich noch gut an das erste Karusell um 1948 gleich nach dem Krieg. Da stand im Innenbereich ein vermeintlicher Drehkondensator,der auch mit Wasser gefüllt war und zwar mit Salzwasser. Mit diesem Teil wurde der sanfte Anlauf gesteuert und letztendlich auch die Geschwindigkeit begrenzt.

Wenn du mal unter Salzwasseranlasser googelst findest du noch einige alte Artikel zu dem Thema. Unter anderem auch ein bis heute laufendes Karussell in Osnabrück.

Auf die praktische Erfahrung von Bernd möchte ich nicht näher eingehen. Mit den wenigen so erzielbaren Picofarad lassen sich keine Kilowatt verheizen. Der Anlaufwiderstand wird von dem durch Natriumchloridionen durchsetzten Wasser gebildet und kann je nach Größe viele Kilowatt steuern. So etwas als Last an einen Generator zu hängen ist naheliegend und preiswert.


Das Furtwanger Karussell 1948 lief sogar mit 110 Volt Gleichspannung die erst Anfang 1951 auf 220 V Wechselspannung umgestellt wurde. Dies bestätigt die reine Widerstandssteuerung über die Ionen des Salzwassers.
Wasser ist nur bei Elektrolytkondensatoren im nichtleitenden deionisierten Zustand im Einsatz Bei eurem Balast sprechen wir von einer rein ohmschen Last .

Beispiel aus Googel:
Das Bodenkarussell der Familie Telsemeyer

Im Jahr 1921 übernahm der Mettinger Albert Telsemeyer das Karussell von Erstbesitzer Fritz Rott. Ebenfalls 1921 heiratete er Katharina Gösmann und siedelte nach Osnabrück. Gemeinsam zogen sie mit der „Bodenmühle“ durch den Altkreis Tecklenburg, den Osnabrücker Südkreis und auch über die Jahrmärkte in Osnabrück. Albert Telsemeyer verstarb 1952, das Karussell wurde von seinem Sohn Ewald Telsemeyer senior und seiner Gattin Maria weitergeführt. Als Ewald Telsemeyer senior 1990 verstarb, übernahm sein Sohn Ewald Telsemeyer junior das Karussell und führt es bis heute weiter.

Mindestens seit 1910 nahm die „Bodenmühle“ bis zum Frühjahr 1975 zweimal jährlich an den Osnabrücker Jahrmärkten teil. Ausnahme bildet das Kriegsjahr 1945. Einmal jährlich auf der Osnabrücker Maiwoche stand das Karussell von 1976 bis 1999. Am Osnabrücker Weihnachtsmarkt nahm es vermutlich schon vor dem Zweiten Weltkrieg teil, gesichert dann wieder von 1971 bis 1974 und von 1977 bis heute. Seit 1977 steht das historische und traditionsreiche Fahrgeschäft auf seinem Stammplatz vor dem Osnabrücker Rathaus.

LG Lothar
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Re: Wasserwiderstand als Lastwiderstand

Neuer Beitragvon der mit den kurzen Armen am Freitag 1. Juli 2016, 17:25

Hallo Lothar auch wenn du der Meinung bist das es kein Kondensator ist so ist es doch ein Kondensator. Verantwortlich für den Stromfluss ist das elektrische Feld zwischen den Platten! Dieses Feld sorgt für den Ionenfluss und auch für das Drehen der Wassermoleküle. Neben der Fläche wirkt sich auch der Abstand der Platten auf den Stromfluss aus. Das Kochsalz die Leitfähigkeit des Wassers erhöht, liegt daran das sich das NaCl in Na+ und Cl- Ionen aufspaltet und somit Ladungsträger zur Verfügung stellt, die sich in der wässrigen Lösung auch bewegen können. Die Bewegung der Ionen und der Moleküle ergibt dann die Wärme.
Vorteil derartiger Widerstände ist nur das die entstehende Wärme recht gut vom Wasser aufgenommen wird und auch relativ gut wieder abgegeben werden kann.
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Re: Wasserwiderstand als Lastwiderstand

Neuer Beitragvon jscumi am Freitag 1. Juli 2016, 17:36

Vielen Dank Allen...
Aber: Jetzt kreuzen sich ohmsche Widerstände mit kapazitiven...
Worin besteht die Abhängigkeit der Plattengröße und -abstand zum Widerstand. Der Hinweis mit dem Salzwasseranlasser war schon gut. Im Umkehrschluss heisst das für den Diesel-Gen., der ja ne konstante Spannung liefert, dass sich die Belastung erhöht und somit der Dieselverbrauch.

Aber was da genau läuft, weiss ich immer noch nich...

Gruß Jan
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Re: Wasserwiderstand als Lastwiderstand

Neuer Beitragvon der mit den kurzen Armen am Freitag 1. Juli 2016, 18:00

Dein Generator liefert eine relativ genaue Spannung aber Lastabhängig fallende oder steigende Ströme.
Die Regelung des Generators sorgt dafür das die Spannung relativ konstant bleibt. Der Dieselverbrauch hängt fast nur von der abgegebenen Leistung ab. Da sich diese "Widerstände" relativ leicht verändern lassen sinkt oder steigt auch der elektrische Widerstand und damit auch die Leistung , die über diesen Widerstand abfällt. Je geringer die Fläche zwischen den Platten ist umso geringer wird auch der Strom. Oder anders gesagt völlig in Luft hat der Kondensator zwar die größte Kapazität, aber auch den geringsten Verlust weil Luft nun mal ein guter Isolator (Dielektrikum) ist (Dielektrizitätskonstante). Wird nun das Dielektrikum durch ein anderes Medium ersetzt steigt auch der Verlust im Dielektrikum. Dieser Verlust ist es übrigens der den Widerstand verringert und der sich in Wärme umsetzt.
So nehmen wir den Salzwasseranlasser. Zwischen den Platten befindet sich ein Elektrolyt. (Wasser mit gelösten Ionen) Platten voll rausgezogen >>> Luft dazwischen und keine freien Ladungsträger>>> sehr hoher R
Platten voll eingetaucht >>> viele freie Ladungsträger zwischen den Platten, die durch das elektrische Feld angezogen werden >>>> Stromfluss >>> geringer Widerstand. Da aber bei der Bewegung die Ionen mit Wassermolekülen zusammenstoßen ergibt das auch eine Wärmeentwicklung ! Unter dem Strich wird die Elektrische Leistung des Generators in dem Widerstand in Wärme umgewandelt.
Das ist der Ionenfluß. Da Wasser aber auf Grund seines Molekülaufbaus auch ein Dipol ist richten sich die Wassermoleküle auch im elektrischen Feld aus und auch das verursacht Bewegung und damit Wärme!
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Re: Wasserwiderstand als Lastwiderstand

Neuer Beitragvon Manx am Freitag 1. Juli 2016, 18:24

Habe vor etlichen Jahren auch mal so einen Bottich gesehen, da sollte eine Notstromversorgung in einer militärischen Anlage getestet werden. Der Bottich wurde allerdings nicht nur mit Wasser, sondern auch mit einigen Säcken Salz gefüllt, von Kapazität kann dann wohl keine Rede mehr sein. In Betrieb habe ich das Ganze leider nicht gesehen.

Die Sache mit dem Karussell kenne ich auch, auch dabei wurde Salz verwendet.

MfG Manx
Mein Perpetuum Mobile funktioniert jetzt,
aber es braucht noch verdammt viel Strom.
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Re: Wasserwiderstand als Lastwiderstand

Neuer Beitragvon der mit den kurzen Armen am Freitag 1. Juli 2016, 19:04

Wasserwiderstand.GIF
ein Bild sagt mehr als 1000 Worte! :sm12:
Noch etwas zum Nachlesen https://de.wikipedia.org/wiki/Elektroly ... %A4higkeit
Sie haben keine ausreichende Berechtigung, um die Dateianhänge dieses Beitrags anzusehen.
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Re: Wasserwiderstand als Lastwiderstand

Neuer Beitragvon jscumi am Samstag 2. Juli 2016, 06:46

Soweit so klar...
Mein Dilemma is aber: Sollte der Widerstand beim eintauchen nicht gegen "Null" gehen, sodass ein Kurzschluss entsteht?? Im Gegensatz zu meiner "Denke" wird aber der Generator belastet, so dass dieser über den Diesel mehr Kraftstoff benötigt. Da komm ich imernoch nich mit... :me:
Vllt bin ich doch zu doof fürs Forum... man möge mir verzeihen.. :roll:

MfG
Jan
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Re: Wasserwiderstand als Lastwiderstand

Neuer Beitragvon anders am Samstag 2. Juli 2016, 07:41

Wasser ist nur bei Elektrolytkondensatoren im nichtleitenden deionisierten Zustand im Einsatz
Auch da nicht.
Im Gegenteil: Der Elektrolyt des Elkos muß möglichst gut leiten.
Das Problem dabei ist, dass der Elektrolyt einerseits das Aluminium der Kathode nicht angreifen darf, und andererseits auch auf der Anode die Eloxalschicht, die das eigentliche Dielektrikum bildet, nicht auflösen darf, sondern im Gegenteil kleine Fehler in dieser Al2O3 Oxidschicht reparieren soll.
Aus diesem Grund hat man in der Anfangszeit wässerige Lösungen eines Glykol-Borsäure-Komplexes verwendet.
Borsäure, die allein nur mäßig in Wasser löslich ist, bildet nämlich mit mehrwertigen Alkoholen (z.B. Glykol, Glyzerin, Zucker) Verbindungen, die viel saurer sind als die Borsäure selbst und außerdem besser wasserlöslich sind.
Heute verwendet man wesentlich komplizierte Elektrolyten, aber auch da ist noch einiges "schwarze Magie", wie das massenhafte Sterben von Elkos auf Mainboards for ca. 20 Jahren zeigte (fehlgeschlagene Industriespionage). **)

Tantal-Elkos, bei denen das Dielektrikum aus Tantalpentoxid Ta2O5 besteht, verwendeten übrigens verdünnte Schwefelsäure bis es gelang Mangandioxid MnO2 als festen Elektrolyten zu benutzen. So viel ich weiss, sind auch heute noch "nasse" Tantalelkos für Anwendungen, bei denen hohe Zuverlässigkeit gefordert wird (MIL), erhältlich.


@der mit den kurzen Armen:
Du bist leider heftig auf dem Holzweg.
Natürlich haben die Platten des Salzwasseranlassers eine gewisse Kapazität, und da die relative Permittivität des Wassers etwa 81 beträgt, ist diese Kapazität auch deutlich höher, als wenn die Anordnung trocken wäre, aber mehr als ein paar nF werden es trotzdem nicht.
Die daraus resultierenden Ströme sind dir bei Y-Kondensatoren als Ableitströme bekannt, aber die paar mA reichen nicht zum Karussellfahren.
Hier wird wirklich die Leitfähigkeit (ohmsch, aber NTC Verhalten) durch die hydratisierten Na+ und Cl- Ionen verursacht.
Das Dipolmoment des Wassers sorgt hauptsächlich für die Löslichkeit des Salzes, weil dadurch die Ionen in der Lösung stabilisiert werden und sich nicht sofort wieder zu Salzkristallen zusammenrotten.
Als Zahlenbeispiel hat eine 10%ige Kochsalzlösung bei 25°C eine spezifische Leitfähigkeit von 140mS/cm, also ca 7 Ohm für eine Würfel mit 1cm Kantenlänge. Den Blindwiderstand eines Kondensators mit diesen Abmessungen kannst du dir ja sicher selbst ausrechnen.

@ jscumi:
Sollte der Widerstand beim eintauchen nicht gegen "Null" gehen, sodass ein Kurzschluss entsteht?
Nun ein Kurzschluß entsteht wohl nicht, aber der Widerstand wird erheblich kleiner.
Wenn das Teil wirklich wie ein Drehkondenbsator aufgebaut ist, würde ich mit einer Variation von gut 10:1 rechnen.
Hinzu kommt noch, dass die Leitfähigkeit mit der Temperatur stark steigt. Der Lastwiderstand erwärmt sich ja.
Ich habe momentan keine Daten für NaCl-Lösungen parat, aber als Daumenregel rechnet man mit einer Verdopplung der Leitfähigkeit alle 10..20°C. *)
Wenn man den Generator konstant belasten will, wird man deshalb mit zunehmender Erwärmung des Salzwassers die Eintauchtiefe verringern mssen.

*) P.S.:
Nun habe ich doch noch eine Zahl für den Temperaturkoeffizienten der Leitfähigkeit einer 10% NaCl-Lösung gefunden: 2,14% /°C


**) Ist doch erst ca. 10 Jahre her: https://de.wikipedia.org/wiki/Capacitor_Plague
Zuletzt geändert von anders am Samstag 2. Juli 2016, 10:18, insgesamt 3-mal geändert.
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Re: Wasserwiderstand als Lastwiderstand

Neuer Beitragvon Erfinderlein am Samstag 2. Juli 2016, 10:30

Daten für NaCl Lösungen sind mangels heutigen Anwendungen nicht so einfach zu ergattern. ABER man muss zur Kenntnis nehmen, dass bereits eine niedrige Salzlösung das millionenfache an Ionen schafft und dadurch die höhere Leitfähigkeit ermöglicht.

LG Lothar
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Re: Wasserwiderstand als Lastwiderstand

Neuer Beitragvon BernhardS am Samstag 2. Juli 2016, 14:55

Die Leitfähigkeit von Salzlösungen sollte einigermaße leicht zu finden sein .... sollte. Ich hab jetzt auch nicht gegoogelt.
Die Maßeinheit ist Mikrosiemens pro Zentimeter. 1 µs ist 1 Megaohm. Zentimeter stimmt nicht ganz, eigentlich müsste es heißen Quadratzentimer für die Elektrodenfläche und Zentimeter für den Abstand. Leider wird das gekürzt und damit unverständlich. Aber eigentlich ist es einfach:
Leitungswasser hat etwa 500µS/cm. Mit Elektroden von einem cm² in einem cm Abstand ergibt das also dann 2000 Ohm. Größere Elektroden: kleinerer Widerstand, mehr Abstand: mehr Widerstand.

Kochsalz reinschütten ist jetzt nicht gerade das Gelbe vom Ei. Eher, daß die Flüssigkeit gelb wird. Da kann man zusehen wie die Elektroden zerfressen werden - wenn man nicht gerade einen Hustananfall hat. Waschsoda gibt es nicht mehr so oft. "Rohrfrei" wäre aus Sicht der Lebensdauer der Elektroden nicht schlecht, speziell für Eisen - für Alu ist das tödlich. Wer kommt überhaupt auf Alu? Für einen Widerstand verwendet man doch keine gut leitenden Metalle. Aber ohne Husten geht das auch nicht ab.
Für einen einfachen Versuch vielleicht einfach nur Leitungswasser nehmen.
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Re: Wasserwiderstand als Lastwiderstand

Neuer Beitragvon Erfinderlein am Samstag 2. Juli 2016, 16:30

Ich habe mal gegoogelt und meine diese Veröffentlichung sollte die Fragen zur Theorie etwas aufhellen.

https://www.uni-muenster.de/imperia/md/ ... igkeit.pdf

LG Lothar
Zuletzt geändert von Erfinderlein am Montag 4. Juli 2016, 05:42, insgesamt 2-mal geändert.
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