Kann ein kleiner Drahtquerschnitt den Strom einschränken? Antreiben eines bürstenlosen Motors

Der Draht hat einen bestimmten Widerstand und auch eine bestimmte Stromtragfähigkeit, proportional zu seiner Querschnittsfläche. Dies ist vergleichbar mit einer Wasserleitung, die in ihrem Querschnitt immer nur eine bestimmte Menge Wasser aufnehmen kann.

Wenn Sie einen Stromkreis haben, der darauf angewiesen ist, dass mehr Strom durch das Kabel fließt, als er führen kann, erzeugt der Stromkreis einen Spannungsabfall über dem Kabel. Dadurch wird Leistung und damit Wärme im Kabel nach dem Gesetz P = VI abgeleitet. Wenn die Leistung ausreicht, um die Temperatur des Drahts über seinen Schmelzpunkt zu erhöhen, brennt der Draht durch. Am anderen Ende der Skala führt eine kleinere Überstromstärke dazu, dass der Draht den Stromfluss ohne merkliche Auswirkungen auf den Draht begrenzt.

Es gibt zwei getrennte Probleme. Wird der Draht zu heiß? Das ist nur eine Frage des Stroms und des Drahtdurchmessers. Die Drähte erhitzen sich nicht sofort. Kurze Überlastungen führen nicht zu einem starken Anstieg der Drahttemperatur, und der Draht kann nach dem Stoppen des Stroms ziemlich schnell abkühlen. Das passiert mit Ihrem Anlasser in Ihrem Auto.

Das zweite Problem ist, wird das Kabel verhindern, dass Strom an die Last übertragen wird? Dies hängt von Strom, Systemspannung, Kabeldurchmesser und Kabellänge ab. Ein Spannungsabfall von 1 V in einem 120-V-System ist keine große Sache. Aber ein Spannungsabfall von 1 V in einem 3,3-V-System ist wahrscheinlich katastrophal. Beachten Sie, dass die Drahtlänge bei der Leistungsübertragung genauso wichtig ist wie der Drahtdurchmesser. Kurze Drähte lassen immer noch Strom durch, auch wenn sie dünn sind.

Aus all diesen Gründen müssen Niederspannungs-Hochstromanwendungen (wie Quadrocopter und dergleichen) oft Drähte mit überraschend großem Durchmesser verwenden. Die Leute neigen auch dazu, zu unterschätzen, wie dick das Kabel sein sollte, wenn sie einen 12-V-Wechselrichter an eine 12-V-Batterie anschließen.

Das Wichtigste, was die Drahtdicke ändert, ist also der Widerstand. Ein dünner Draht hat einen höheren Widerstand als ein dicker Draht. Dies kann zwei verwandte Dinge beeinflussen, Leistung und Strom.

Wenn der Widerstand eines Drahtes höher ist, nimmt der Strom, der durch ihn fließt, ab, wenn alles andere gleich ist. Dies hätte das Drehen Ihres Anlassers verhindert - der Widerstand des dünnen Drahtes war zu hoch, sodass nicht genug Strom fließen konnte, um den Motor zum Drehen zu bringen.

Gleichzeitig kann der Widerstand des Drahtes die Leistung beeinflussen. Leistung ist in diesem Fall die Energiemenge pro Sekunde, die der Draht in Wärme umwandelt. Diese Energie wird als Wärme verschwendet, anstatt das zu tun, was Sie wollen, wie z. B. das Drehen Ihrer Quadrocopter-Blätter. Die Gleichung für diese verlorene Leistung lautet$\ P=I^2R$, wobei I der Strom ist, der durch den Draht fließt, und R der Widerstand ist. Wenn Sie versuchen, Strom durch den Draht zu leiten, bedeutet ein hoher Widerstand, dass eine größere Energiemenge in Wärme umgewandelt wird.

Bei zu hoher Leistung wird der Draht so stark erhitzt, dass er schmilzt.

Es ist etwas komplizierter, da die Spannung auch die Dinge beeinflusst, aber was ich geschrieben habe, ist im Grunde richtig.

Draht hat Widerstand. Dünner Draht hat mehr Widerstand. Das ist auch der Grund, warum es bei gleichem Strom mehr Leistung abführt als dicker Draht.

Angenommen, Ihre Drähte werden nicht heiß genug, um zu schmelzen oder andere Probleme aufgrund der Hitze zu verursachen, ist das Problem ein Spannungsabfall. Das Ohmsche Gesetz sagt uns, dass die Spannung an einem Widerstand der Strom durch ihn mal seinem Widerstand ist.

Der Draht hat einen endlichen Widerstand. Wenn Strom durch sie fließt, liegt daher eine gewisse Spannung darüber. Bei Reihenschaltung mit einer Batterie wird diese Spannung über dem Kabel von der Batteriespannung subtrahiert, die an den Rest des Systems geliefert wird.

Wie wichtig dies ist, hängt davon ab, was Sie für wichtig halten. Bei einer 12-V-Batterie ist beispielsweise ein zusätzlicher Abfall von 100 mV weniger als 1 % und spielt keine große Rolle. Im Gegensatz dazu bedeutet ein Abfall von 300 mV bei einer 6-V-Batterie eine Reduzierung um 5 %, was in einigen Fällen von Bedeutung sein kann.