Ich arbeite an einem Projekt, das darauf abzielt, die von einem Handkurbel-Gleichstromgenerator erzeugte Energie mit der von Sonnenkollektoren zu vergleichen. Der Handkurbelgenerator wird eigentlich nichts antreiben, aber wir müssen eine genaue Messung der Leistung von ihm erhalten. Dies mag ein fehlerhafter Ansatz sein, aber wir dachten, ihn an einen Widerstand anzuschließen und die Leistung mit Arduino und der Formel P = (V ^ 2) / R zu messen (gegebenenfalls einen Spannungsteiler zu implementieren, um eine Überlastung des Arduino zu verhindern). . Die Leistung ändert sich jedoch je nach Größe des Widerstands, sodass wir befürchten, dass dies keine genaue Messung ergibt. Verzeihen Sie mir, wenn dies eine naive Frage ist, aber jede Hilfe wäre sehr willkommen.
Danke schön!
Die Leistung sollte nicht proportional zur Größe (Widerstand) des Widerstands (Last) abfallen. Aber es wird wahrscheinlich trotzdem sinken, weil die Menschen gemacht sind.
Erwägen Sie, den Widerstand von 1 kOhm auf 500 Ohm zu halbieren. Unter Verwendung dieser Gleichung scheint sich auch die Spannung zu halbieren:
V = I x R
Aber der niedrigere Widerstand lässt mehr Strom durch die Last fließen.
Nun kann die Frage gestellt werden, ob die Stromquelle eine Konstantspannungs- oder eine Konstantstromquelle ist? Bei einer konstanten Spannung kompensiert die Stromquelle einen geringeren Widerstand und liefert mehr Strom. Die Leistung würde also steigen. Die Leistungsgleichung lautet:
P = V x I
Ihre Version davon kombiniert die beiden obigen Gleichungen:
V = I x R
rearrange:
I = V / R
substitute:
P = V x (V / R)
simplify:
P = V^2 / R
Die Leistung würde sich also verdoppeln.
Bei einer Konstantstromversorgung würde der Strom jedoch unabhängig vom Widerstand der Last gleich bleiben. Stattdessen wird die Spannung um die Hälfte reduziert, wenn der Widerstand um die Hälfte reduziert wird. Erinnern:
V = I x R
Aber eine Person, die die Kurbel an einem Generator dreht, wird wahrscheinlich weder eine Stromquelle mit konstantem Strom noch eine konstante Spannungsquelle simulieren. Es ist komplexer.
Zum Beispiel können die meisten Menschen eine Treppe besser erklimmen als sie ein Seil auf die gleiche Höhe erklimmen können. Obwohl die Person, die auf die Sterne geklettert ist, und die Person, die auf das Seil geklettert ist, am Ende die gleiche potenzielle Energie haben.
In ähnlicher Weise kann eine Person feststellen, dass sie einen Generator, der an eine Last mit hohem Widerstand angeschlossen ist, über einen längeren Zeitraum drehen kann. Wenn eine Person feststellen kann, dass sie einen Generator, der an eine Last mit niedrigem Widerstand angeschlossen ist, nur für kurze Zeit drehen kann. Dies kann den Eindruck erwecken, dass ein geringerer Lastwiderstand die Leistungsberechnungen beeinflusst. Wenn es wahrscheinlich ist, dass Menschen darauf ausgelegt sind, mehr Leistung zu liefern, wenn die Nachfrage über längere Zeiträume verteilt ist.
Sie sollten einige Vorversuche durchführen. Unterschiedliche Widerstände fühlen sich für die Person, die die Kurbel dreht, unterschiedlich an. Wenn eine Vielzahl von Personen dies tun soll, müssen Sie möglicherweise eine Vielzahl von Widerständen haben. Verwenden Sie während Ihrer Vorversuche ein Voltmeter, um die Spannung am Widerstand zu messen. Verwenden Sie idealerweise einen mit einer Mittelungsfunktion. Möglicherweise müssen Sie den Widerstand irgendwie in Ihr Arduino eingeben, wenn Sie den Leuten erlauben möchten, während des eigentlichen Tests verschiedene Werte auszuprobieren.
Paul Uszak
Paul Uszak