Richtige Heizspannung durch Vorschalten einer Diode erzeugen?
Hallo zusammen,
ich bin beinahe auf folgenden Denkfehler reingefallen. Für den Bau eines Röhrenprüfers habe ich nur eine Heizspannung von 12,6 Volt Wechselspannung zur Verfügung. Durch Einfügen einer ausreichend dimensionierten Diode in Serie zum Heizfaden wollte ich die Spannung auf 6,3 Volt reduzieren, damit ich auch die Röhren der E-Reihe testen kann. Warum brennt der Heizfaden trotz der Diode recht schnell durch. Was ist der Denkfehler?
Die Frage hatte ich schon in einem anderen Forum in einer etwas anderen Art gestellt. Es ist aber egal, ob man Glühbirnen, Heizfäden oder Kochplatten nimmt, um sie an eine Spannung zu betreiben, die doppelt so hoch ist wie die vorgesehene. Möge durch meine Frage nur eine Röhre vor dem Heizfadentod geschützt werden, so sei mein Anflug an Besserwisserei verziehen.
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Re: Richtige Heizspannung durch Vorschalten einer Diode erzeugen?
Hallo Volker, eigentlich ist deine Rechnung richtig. Aus 12,6V wird bei Halbwellenbetrieb 6,3V effektiv. Dass der Trafo unsymmetrisch belastet wird, wird zwar zu dessen größeren Erwärmung und geringerer Belastbarkeit führen, aber wenn die Belastung geringer ist, sollte das gehen.
Manche Röhren neigen zum Aufblitzen eines Teils des Heizfadens, wenn sofort die vollen 6,3V angelegt werde. Vielleicht ist es dieses Problem. Das hängt mit dem unterschiedlichen Kalt- und Warmwiderstand und mit unterschiedlicher thermischer Trägheit auf Teilabschnitten des Faden zusammen. Auch wird ein Teil des Fadens durch Wärmeleitung vom Kathodenröhrchen anfangs stärker gekühlt, bis Betriebstemperatur erreicht wird. Normale E-Röhrengeräte schützen ihre Röhren vor dem Einschaltstromstoß wirksam durch das starke Zusammenbrechen der Heizspannung im Einschaltmoment, bedingt durch mehrfache Stromaufnahme wegen der viel geringeren Kaltwiderstände aller parallel geschalteten Heizungen im Geräte.
VG Björn
Es strahlen die Sender Bild, Ton und Wort elektromagnetisch an jeden Ort -Kraftwerk-
Re: Richtige Heizspannung durch Vorschalten einer Diode erzeugen?
Hallo Volker, bist Du davon ausgegangen, dass - weil nur noch eine Halbwelle durchgelassen wird - die effektive Wechselspannung (70,7%) entsteht. Also statt 12,6 Volt nunmehr nur noch 6,3 Volt?
Das Problem ist doch, dass nun noch nur 25 Hz als Netzfrequenz bereit steht. Ich glaube mal gelesen zu haben, dass 25 Hz schon bei manchen zarten Heizfäden Warm-Kalt-Zyklen aufbauen kann und so eine Röhre ist eben ein Kaltleiter, das heisst in den Abkühlphasen fließt mehr Strom, was wiederum den Heizfaden belasten könnte. Bei 50 Hz schafft der Heizfaden es nicht mehr, sich kurzzeitig anzukühlen, er bleibt im relativ hochohmigen Zustand.
Re: Richtige Heizspannung durch Vorschalten einer Diode erzeugen?
Hallo zusammen,
vielen Dank für die Antworten. In die Richtung habe ich die ganze Zeit auch gedacht. Aber:
Ersetzen wir den Heizfaden durch einen ganz normalen Widerstand, der bei 6,3 Volt genau 2 Watt verbrauchen würde. Nun verdoppeln wir die Spannung auf 12,6 Volt. Doppelte Spannung bedeutet 4-fache Leistung, also 8 Watt. Die Leistung steigt ja laut P = (U*U)/R im Quadrat der Spannung an. Bei Wechselspannungen gilt das auch, wenn mit Effektivwerten gerechnet wird. Dazu sind ja die Effektivwerte geschaffen worden.
Wenn ich aber nun eine Diode in Serie schalte, dann ist ja die eine Halbwelle weg. Strom fließt nur zur Hälfte der Zeit. Gemittelt werden dann aus den 8 Watt die Hälfte davon, das sind immer noch 4 Watt. Das ist immer noch doppelt so viel wie die gewünschten 2 Watt. Der Glühfaden macht das nicht lange mit. Ich denke, dies ist der Hauptgrund. Die Diode halbiert also nicht die Spannung, sondern die Zeit, in der der Strom fließt. Oder ist da mir jetzt auch wieder ein Denkfehler unterlaufen?
Re: Richtige Heizspannung durch Vorschalten einer Diode erzeugen?
Hallo Volker, ja oben habe ich Mumpitz geschieben. Deine Herleitung ist völlig plausibel. Diode ist zwar halbe Leistung, doppelte Spannung ist aber vierfache Leistung.
VG Björn
Es strahlen die Sender Bild, Ton und Wort elektromagnetisch an jeden Ort -Kraftwerk-
Re: Richtige Heizspannung durch Vorschalten einer Diode erzeugen?
Hallo Björn,
mache dir nichts draus. Ich bin jahrelang darauf reingefallen. Frage mal in deinem elektrotechnischem Umfeld nach, wer auf die richtige Lösung kommt. Ich glaube, du wirst dich wundern.
Re: Richtige Heizspannung durch Vorschalten einer Diode erzeugen?
Hallo zusammen,
trotzdem ist die Idee, einen Spannungsabfall durch eine Reihenschaltung von Dioden zu erzeugen, ein sehr häufig eingeschlagener Weg. Wichtig ist halt eine Gleichspannung zu nutzen. Auch für eine Gleichspannungsheizung kann man den gewünschten Wert so nahe kommen. Natürlich macht es wenig Sinn mit Silizium 6,3V über Dioden zu vernichten. 9Stk in Reihe mit der entsprechenden Leistung würden aber funktionieren.
In meinem Solarradio musste ich 4Stk. einsetzen um 2,5V zu erreichen.
Wollte das nur nochmals erwähnen, da der unerfahrene aber geneigte Leser aus diesem Beitrag schließen könnte, dass dies generell der falsche Weg ist. Also bei Gleichspannung ganz legitim.
Re: Richtige Heizspannung durch Vorschalten einer Diode erzeugen?
Hallo zusammen,
es trifft zwar nicht genau das Thema, aber vllt passt es trotzdem:
Um meinen alten Alles-Staubsauger in Drehzahl und Lärm zu reduzieren, habe ich in die Zuleitung eine entsprechende Leistungsdiode geschaltet, die bei vollem Leistungsbedarf einfach mittels Schalter überbrückt wird. So lassen sich Radiogeräte usw. feinfühlig säubern und die Ohren danken es ebenfalls. Vor Jahrzehnten wurde diese Technik bereits von Bosch bei einer Handbohrmaschine (E 41Sb) angewandt, um die Drehzahl an zu passen. Die Diode beschränkt sich also nicht nur auf Gleichspannungs-Anwendungen, auch in Wechselspannungsschaltungen erweist sie sich als nützlich.
Re: Richtige Heizspannung durch Vorschalten einer Diode erzeugen?
Hallo zusammen
Richtig ist, dass bei einer Einweggleichrichtung der 12,6 V~ über die Diode erstmal 0,6 Volt abfallen. Tatsächlich aber liegen zeitweilig ca. 12V~ am Heizfaden an. Die 6,3V~ sind tatsächlich eben nur der zeitliche Mittelwert. Kann dann sein, dass der Heizfaden relativ kalt, die zu hohe Momentanspannung nicht so gut verträgt.
Re: Richtige Heizspannung durch Vorschalten einer Diode erzeugen?
Hallo zusammen,
Dietmar hat hier Recht. Es stehen zeitweise 12,6V (-0,7V, wegen der Diode) an, denn der Nullpunkt ist ja die Mitte zwischen der positiven und negativen Halbwelle. Bei 6,3V heisst das (ohne Diode), dass abwechselnd die positive und negative Halbwelle am Heizfaden anliegen. Jede dieser Halbwelle hat 6,3V!!! Bei 12,6V hat also die positive Halbwelle 12,6V (-0,7V), dann eine Pause, da die Diode die negative Halbwelle sperrt. Der Knackpunkt ist, die positiven Halbwellen haben immer 12,6V (-0,7V).
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