Einfluss von Widerstand, Spannung, Leistung auf Akkulaufzeit

19.08.2019 03:06
#1 Einfluss von Widerstand, Spannung, Leistung auf Akkulaufzeit
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Hallo zusammen

Also eigentlich bin ich ja kein "Newbie", dampfe ich doch bereits seit über 3 Jahren und bin seit Anfang dieses Jahres auch im Selbstwicklerbereich unterwegs. 😊

Eine (vielleicht doofe) Frage kam mir jedoch immer wieder in den Sinn. Ich erkläre es vll am besten anhand eines Beispiels:

Man stelle sich vor, man hat 2 Dampfen: gleiche Box, gleicher Verdampfer, gleiche Leistung eingestellt usw. bis auf einen Unterschied: in der einen Dampfe ist eine Wicklung mit 0,2 Ohm drin und in der anderen eine Wicklung mit 0,7 Ohm.
Bei identischem Dampfverhalten, wo ist der Akku schneller leer?

Mit anderen Worten: lässt ein tiefer Widerstand (= höherer Amperewert) oder ein hoher Widerstand (= höhere Spannung) den Akku schneller leer werden? Oder geht es letztlich einfach um die Leistung, sprich die beiden Dampfen in meinem Beispiel wären gleich schnell leer?😅

Danke im Voraus und beste Grüsse
Hochnebel


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19.08.2019 06:44
#2 RE: Einfluss von Widerstand, Spannung, Leistung auf Akkulaufzeit
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Bei den meisten geregelten Akkuträgern geht es nur um die Leistung. Wobei viele Akkuträger die Spannung nicht hoch- sondern nur runterregeln können - in dem Fall kann die eingestellte Leistung bei höherem Widerstand vielleicht schon früher nicht mehr gebracht werden. Wird aber wohl nur bei verhältnismäßig hohen Leistungen und nur bei single ATs ins Gewicht fallen.

„Use the Force, Harry!“
-Gandalf, from The Chronicles of Narnia: Catching Fire

„Das Blöde an Zitaten aus dem Internet ist, dass man nie weiß, ob sie stimmen.“
-Leonardo da Vinci

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19.08.2019 08:05 (zuletzt bearbeitet: 19.08.2019 08:10)
#3 RE: Einfluss von Widerstand, Spannung, Leistung auf Akkulaufzeit
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Zitat von hochnebel im Beitrag #1

Man stelle sich vor, man hat 2 Dampfen: gleiche Box, gleicher Verdampfer, gleiche Leistung eingestellt usw. bis auf einen Unterschied: in der einen Dampfe ist eine Wicklung mit 0,2 Ohm drin und in der anderen eine Wicklung mit 0,7 Ohm.
Bei identischem Dampfverhalten, wo ist der Akku schneller leer?
Hochnebel


Moinsen ... vermutlich wird dieser Fall nie eintreten und ist damit akademischer Natur. Damit meine ich einen solchen Unterschied beim Widerstand bei (annäherend) gleichem Dampfverhalten. Der Unterschied resultiert aus unterschiedlichem Material - z. B. SS316 vs. Kanthal

Also ein dual twisted 28er Draht mit vier Wraps und 2,5mm ID hat mit Kanthal 0.670Ω - und mit SS316L 0.346Ω ... die Oberflächen sind identisch - und die Masse annäherend gleich. Damit sollte auch das "Dampfverhalten" der Coils annäherend gleich sein. Wie auch die zum Verdampfen benötigte Energie. Nimmst du nun auch noch denselben Akku, dann sollte die Wicklung aus Kanthal ein paar Puffs mehr bringen, weil die auf den Akku wirkende Stromstärke einen etwas geringeren Voltdrop erzeugt.

Du verschiebst also in dem Akku ein paar Elektronen mehr, bevor der AT seinen Dienst einstellt.


Interessant wird die Sache, wenn es gelingt, mit deutlich weniger Masse eine annäherend gleiche Oberfläche zu erzeugen. Die so beim "Anheizen" jedesmal eingesparte Energie kommt dir am Ende bei der Laufzeit wieder zugute ... und der angenehme Nebeneffekt: die Coil reagiert flotter und heizt weniger nach. Jetzt ist aber das "Dampfverhalten" der Coils nicht mehr annäherend identisch - und du wirst dein eigenes Dampfverhalten anpassen müssen, um ein identisches Erlebnis zu haben. Beispielsweise einige Watt weniger einstellen ... was wieder zu mehr Laufzeit führt


Ich hoffe, das war jetzt einigermaßen verständlich ...

Wissenschaftler haben endlich den wahren Grund für die globale Erwärmung der letzten 3 Jahrzehnte herausgefunden:
Die heutige Jugend ist einfach lange nicht mehr so cool wie WIR damals ...

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19.08.2019 09:53
#4 RE: Einfluss von Widerstand, Spannung, Leistung auf Akkulaufzeit
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Zitat von hochnebel im Beitrag #1

Mit anderen Worten: lässt ein tiefer Widerstand (= höherer Amperewert) oder ein hoher Widerstand (= höhere Spannung) den Akku schneller leer werden? Oder geht es letztlich einfach um die Leistung, sprich die beiden Dampfen in meinem Beispiel wären gleich schnell leer?😅


Du hast die Antwort teilweis schon selbst gegeben.
Niedriger Widerstand bedeutet man braucht mehr Strom um eine bestimmte Leistung ab zu holen.
Die Formel ist eigentlich ganz einfach. P = U * U / R
Die Formal zeigt aber einen Zusammenhang auf:
Der Widerstand ist als Teiler in der Formel. Das bedeutet kleine Werte vergrößern das Ergebnis.
Man kann das gleiche aber auch so darstellen P = I * I * R
Wenn jetzt die gleichen Werte bei P und R da sind geht I doppelt in das Ergebnis ein.
Also bei niedrigen R muss mehr I fliessen, damit die Leistung gleich bleibt.
Also dein Akku hat 2500 mAh an Kapazität
Das bedeutet bei 0,2 Ohm und 15 W > I = SQR(15W / 0,2) = 8,7 A > 0,29 h bis der Akku leer ist
Das bedeutet bei 0,7 Ohm und 15 W > I = SQR(15W / 0,7) = 4,7 A > 0,53 h bis der Akku leer ist


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19.08.2019 11:06
#5 RE: Einfluss von Widerstand, Spannung, Leistung auf Akkulaufzeit
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@TKK) nein, mathematisch ist es bei gleicher Leistung egal, der einzige negativ auswirkende Faktor ist die Verlustleistung der Regelung und am Innenwiederstand des Akkus.
Beispiel (Werte zum Kopfrechenn angepasst):
Ausgangsbasis: Akku 4 V Nennspannung, 2500 mAh Kapazität, das entspricht W=10 Wh Kapazität

Ziehe ich jetzt eine konstante Leitung von 20 W ergibt das t=W/P = 10/20 = 0,5h

rechne ich jetzt mit dem angeschlossenen Widerstand ist da
bei 0,8 Ohm benötige ich eine Spannung von U=sqr(P*R)=sqr(20*0,8)=sqr(16)=4V das ergibt eine Strom von I=U/R=4/0,8=5A also hält der Akku 2,5Ah/5A=0,5h

bei 0,4 Ohm benötige ich eine Spannung von U=sqr(P*R)=sqr(20*0,4)=sqr(8)=2,83V das ergibt eine Strom von I=U/R=2,83/0,4=7,1A man kann also denken, der Akku ist bei 7,1A schneller leer, das stimmt auch bei einer klassichen Längsregelung, weil dann der Strom konstant vom Akku abgegeben wird und die restliche Leistung (der Akku hat ja 4 V) in der Regelung verloren geht. Heutzutage wird aber getaktet, das heisst Strom an, aus, an, aus... die Pulsweite von an und aus wird so gesteuert, das im Schnitt die geforderte Leistung abgegeben wird, also hier 0,7 an 0,3 aus.

bei 1,6 Ohm benötige ich aber eine Spannung U=sqr(P*R)=sqr(20*1,6)=sqr(32)=5,67 V die liefert der Akku aber nicht ohne weiteres. Also muss hier eine


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19.08.2019 11:07
#6 RE: Einfluss von Widerstand, Spannung, Leistung auf Akkulaufzeit
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@TKK-Dampfer
Ich glaube da hast Du einen Denkfehler (aber bitte korrigier mich, falls ich einen Denkfehler habe!):
Die Leistung am Coil und die Leistung, die ich dem Akku entnehme ist gleich. Der Akku liefert eine konstante Spannung, am Coil habe ich aber dafür einen konstanten Widerstand (natürlich beides streng genommen nur fiktiv konstant, aber für die Rechnung ist es gut genug).
Wenn ich also 15W einstelle und der Akku liefert 3.7V ergibt sich daraus immer ein Strom von ~4A, den ich dem Akku entnehme.

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19.08.2019 11:14
avatar  Ralf24
#7 RE: Einfluss von Widerstand, Spannung, Leistung auf Akkulaufzeit
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Zitat von TKK-Dampfer im Beitrag #4

Also dein Akku hat 2500 mAh an Kapazität
Das bedeutet bei 0,2 Ohm und 15 W > I = SQR(15W / 0,2) = 8,7 A > 0,29 h bis der Akku leer ist
Das bedeutet bei 0,7 Ohm und 15 W > I = SQR(15W / 0,7) = 4,7 A > 0,53 h bis der Akku leer ist


Bis zur Angabe der Stromstärke ist das richtig. Aber dann machst du einen Denkfehler. Da P=U*I ist bei gleichem P bei halber Stromstärke die Spannung doppelt so hoch. Die Kapazität von 2500 mAh bezieht sich auf die Nennspannung von etwa 4 Volt. die hast du aber (etwa) nur im zweiten Beispiel. Im ersten wird nur die (wieder etwa) halbe Spannung abgerufen, dann passt das auch wieder. Bei gleicher Leistung ist Zeit, bis der Akku leer ist, theoretisch gleich, praktisch werden sich minimale Änderungen ergeben aber nicht die halbe bzw. doppelte Zeit.

Und oben hat jemand geschrieben, die Akkuspannung könne nur runtertransformiert werden. Das stimmt auch nicht, heutige Akkuträger transformieren die Spannung bis maximal 10V (ist der zumindest höchste Wert, den ich bisher in Datenblättern gelesen habe).


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19.08.2019 11:15 (zuletzt bearbeitet: 19.08.2019 11:17)
#8 RE: Einfluss von Widerstand, Spannung, Leistung auf Akkulaufzeit
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mann war doch noch gar nicht fertig...

Im Prinzip gilt immer das Transformator gesetz. "
Leistung rein" = Verlustleistung + "Leistung raus"


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19.08.2019 11:30
#9 RE: Einfluss von Widerstand, Spannung, Leistung auf Akkulaufzeit
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Zitat von 250burgman im Beitrag #8
mann war doch noch gar nicht fertig...

Im Prinzip gilt immer das Transformator gesetz. "
Leistung rein" = Verlustleistung + "Leistung raus"



Natürlich grundsätzlich stimmt das exakt. Wenn du Leistung rein noch mit Wirkungsgrad multiplizierst stimmts.
Nur die Verlustleistung steigt bei steigendem Strom wegen der Wärmeentwicklung.
Die Wärme ist übrigens der größte Anteil am Verlust. Beim cleveren Laden minimiert man die mit getakteten Ladezyklen.

Statisch ist klar wenn ich die Leistung als fixen Wert nehme sollte der Akku immer gelich schnell leer sein.
Weil man ja immer die gleiche Leistung entnimmt. Nur ganz so simpel ist es nicht, weil die Spannung ja einbricht.
Du hast eben nicht vom Anfang bis zum Ende die gleiche Spannung.
Aber ihr habt schon recht ganz richtig habe ich das nicht skizziert. Ich wollte es eigentlich so einfach wie möglich rüber bringen.


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19.08.2019 11:40
#10 RE: Einfluss von Widerstand, Spannung, Leistung auf Akkulaufzeit
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Zitat von Ralf24 im Beitrag #7

Und oben hat jemand geschrieben, die Akkuspannung könne nur runtertransformiert werden. Das stimmt auch nicht, heutige Akkuträger transformieren die Spannung bis maximal 10V (ist der zumindest höchste Wert, den ich bisher in Datenblättern gelesen habe).


Ich hatte sinngemäß geschrieben, dass die meisten Akkuträger nur nach unten können, nicht dass es generell so ist .

Ich weiß schon, dass es welche gibt, die auch die Spannung nach oben transformieren können, aber ich habe nicht das Gefühl, dass das schon ein Standard-Feature wäre, zumindest kam mir diese Fähigkeit bislang nur selten unter.

(Aber gut - ich habe mich auch nicht eingehend damit beschäftigt, da ich mit meinen Setups so gut wie nie in einen Bereich komme, wo es nötig wäre. Vielleicht können alle meine ATs hochtransformieren und ich weiß es gar nicht...)

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19.08.2019 11:56 (zuletzt bearbeitet: 19.08.2019 11:58)
#11 RE: Einfluss von Widerstand, Spannung, Leistung auf Akkulaufzeit
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Wie war das noch? In Chemie stinkt's - und in Physik klappt's nicht ...

Das Ohm'sche Gesetz ist natürlich nicht verhandelbar - aber wenn damit allein das ("mechanische") Dampfen soooo einfach wäre, würde es ja jeder machen ...

Schließlich kann man eine 1ohm Wicklung so ... oder so ... oder noch anders machen ... - und damit es ordentlich dampft, darf die Wicklung nicht zu fein (kokel) oder zu fett (lahm) sein, denn es soll ja etwas bewirkt werden, nämlich ein (im besten Fall optimaler) Verdampfungsprozess. Und der kümmert sich eher nicht um das Ohm'sche Gesetz. Der will nur die richtige und passende Menge Energie im Draht ...

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19.08.2019 12:11
avatar  ( gelöscht )
#12 RE: Einfluss von Widerstand, Spannung, Leistung auf Akkulaufzeit
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( gelöscht )

Bei mechan. AT's den Voltage Drop nicht vergessen. Referenz war da mal die Nemesis.


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19.08.2019 13:51 (zuletzt bearbeitet: 19.08.2019 14:23)
avatar  ( gelöscht )
#13 RE: Einfluss von Widerstand, Spannung, Leistung auf Akkulaufzeit
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( gelöscht )

Bist du irgendwie im falschen Thread

Da hattest du wohl Recht und ich habe den Beitrag in Nikotinshots werden teurer verschoben


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19.08.2019 15:16
avatar  Ralf24
#14 RE: Einfluss von Widerstand, Spannung, Leistung auf Akkulaufzeit
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Zitat von Reisender im Beitrag #10
Ich weiß schon, dass es welche gibt, die auch die Spannung nach oben transformieren können, aber ich habe nicht das Gefühl, dass das schon ein Standard-Feature wäre, zumindest kam mir diese Fähigkeit bislang nur selten unter.


Bei 4V und 0,5Ohm ergeben sich gerade mal 8A also 32 Watt, angegebene 80 Watt bei einem AT mit einem Akku wären dann nur mit max 0,2Ohm Wicklung zu erreichen. 64 Watt sind bei 'ner 1Ohm-Coil nur mit 8V zu erreichen, und das können die meisten ATs.


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20.08.2019 10:15
#15 RE: Einfluss von Widerstand, Spannung, Leistung auf Akkulaufzeit
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Zitat von Ralf24 im Beitrag #14
Zitat von Reisender im Beitrag #10
Ich weiß schon, dass es welche gibt, die auch die Spannung nach oben transformieren können, aber ich habe nicht das Gefühl, dass das schon ein Standard-Feature wäre, zumindest kam mir diese Fähigkeit bislang nur selten unter.


Bei 4V und 0,5Ohm ergeben sich gerade mal 8A also 32 Watt, angegebene 80 Watt bei einem AT mit einem Akku wären dann nur mit max 0,2Ohm Wicklung zu erreichen. 64 Watt sind bei 'ner 1Ohm-Coil nur mit 8V zu erreichen, und das können die meisten ATs.


Was Du sagst ergibt absolut Sinn!
Zu meiner Rechtfertigung: Wäre das irgendwo in der Nähe meiner Setups, wäre ich da wahrscheinlich auch selbst draufgekommen. Aber ich betreibe nichts über 0,3Ohm auf einem geregelten Akkuträger und fast alle meine ATs haben zwei oder mehr Akkus. Wenn ich davon ausgehe, dass der Akku unter Leistung bis 3V einbrechen darf, bevor der AT "low battery" meldet, sind das bei zwei Akkus immer noch 6V, was bei 0,3Ohm auf 120W kommt - und das ist jenseits der von mir benötigten Leistung. Auf dem einzigen Akkuträger mit nur einem Akku, den ich noch im Betrieb hab, kommt nur ein Fertigcoiler mit 0,15Ohm-Coils - da komm ich auch locker auf die 60W, die ich damit fahre, ohne dass er nach oben transformieren muss.

„Use the Force, Harry!“
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-Leonardo da Vinci

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22.08.2019 03:40
#16 RE: Einfluss von Widerstand, Spannung, Leistung auf Akkulaufzeit
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Hey danke für die zahlreichen Antworten! Ich hätte es nicht erwartet, dass hier eine solch rege Diskussion entsteht 😅 werde mir die Tage mal alles in Ruhe durchlesen wenn ich Zeit habe 😇


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