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Laien-Frage zu Leitungslänge bei 12V

Diskutiere Laien-Frage zu Leitungslänge bei 12V im Lichttechnik Forum im Bereich ELEKTROINSTALLATION; Hallo! Grundsätzlich verstehe ich, daß bei kleiner Spannung und großer Länge ein dickerer Querschnitt verwenden muß, nur die Rechnung dazu...

  1. #1 twmemphis, 30.07.2008
    twmemphis

    twmemphis Schlitzeklopfer

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    Hallo!

    Grundsätzlich verstehe ich, daß bei kleiner Spannung und großer Länge ein dickerer Querschnitt verwenden muß, nur die Rechnung dazu verstehe ich nicht.

    Auf unserer riesigen Terrasse will ich LED Plots verwenden, insgesamt etwa 20 Stück. Die Leitung würde dann etwa 50m lang werden.

    Wenn eine LED 1W bei 12V hat, dann entspricht das etwa 80mA pro LED.
    Die 20 Stück liegen zusammen folglich bei 1600mA bzw 1,6A.
    20 Watt sind für den verwendeten Trafo kein Problem, ich kann auch einen mit 60W oder noch größer nehmen.


    Ich versuche mich schon durch Google zu wühlen, um das Ohmsche Gesetz und die Rechnung mit Verlustleistung, Leitungsquerschnitt etc zu verstehen, aber ich blicke einfach nicht durch.

    Wenn ich eine normale 230V Kabelrolle mit 50m nehme, dann kann ich hinten auch noch Geräte bis 2400W anschließen, was etwa 1,1A entspricht. Und bei einer Kabelrolle ist der Querschnitt auch maximal 1,5mm2, oder?
    Ist es richtig, daß nicht die Spannung, sondern die Leistung durch die Kabellänge abfällt?


    Wer kann mir ausrechnen, wie dick das Kabel sein sollte, damit die letzte LED noch genauso hell ist wie die erste? Oder sollte ich besser mehrere Trafos nehmen? Welche maximale Anzahl LEDs würdet Ihr bei welcher maximalen Kabellänge empfehlen?

    Gruß,
    Thorsten
     
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  3. #2 kalledom, 30.07.2008
    kalledom

    kalledom Lichtbogenlöscher

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    AW: Laien-Frage zu Leitungslänge bei 12V

    Da hast Du einen kleinen Fehler in der Berechnung, denn 2400W / 230V ergibt mit meinem Taschenrechner 10,435A ! und nicht 1,1A.

    Jede Leitung hat einen Widerstand. Bei Stromfluß entsteht auf dieser (Widerstands-)Leitung nach dem Ohmschen Gesetz ein Spannungs(ab)fall: U = R * I
    Natürlich ergibt das auch einen Leistungs-Verlust: P = U * I, wobei sich die Leitung erwärmt und bei zu viel Strom ... Spannungsabfall ... Verlustleistung verglüht.

    Schau Dir mal meine Seite mit dem Ohmschen Gesetz und andern Formeln an: KHD Formeln

    Ein 50m langes Kabel mit 1,5 mm² hat einen Widerstand von:
    (2 * l) / (Kappa * q) = (2 * 50) / (56 * 1,5) = 100 / 84 = 1,19 Ohm
    Bei 1,6A ergibt sich am Ende der Leitung ein Spannungsabfall von U = R * I = 1,19 Ohm * 1,6A = 1,904V .... am Ende der Leitung ! Da sind aber nicht alle LEDs und somit keine 1,6A, also auch keine 1,904V Spannungsabfall.

    Evtl. wird am Ende der Leitung ein Spannungsabfall von 1V sein, den Du an den LEDs kaum erkennen wirst, wenn die mit einem Vorwiderstand betrieben werden. Mit Konstantstrom-Quellen gibt es selbst bei höherem Spannungsabfall keine Helligkeitsunterschiede.

    Also, 1,5 mm² ist vollkommen ausreichend.
     
  4. #3 twmemphis, 30.07.2008
    twmemphis

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    AW: Laien-Frage zu Leitungslänge bei 12V

    Hallo und vielen Dank, das habe sogar ich prima verstanden!

    Ich musste gerade feststellen, daß die LED Plots sogar 2,6W haben, also doch eine Menge mehr, aber das kann ich mir nun gut ausrechnen, dank Deiner Hilfe.

    Ich muß noch etwas hinterfragen:
    Vorwiderstand, hmm....ist das etwas, mit dem der LED Plot schon ausgestattet sein müsste? Ist er offenbar nicht. Es ist von SLV der LED-Plot, Artikel 550211 (kann man gut im Google finden). Angaben zu einem Vorwiderstand finde ich dort nicht.

    Im Google finde ich Konstantstrom-Trafos nur bis etwa 700mA, das wäre natürlich etwas sehr schwach. Gibt es noch größere? Möglichst mit IP68, ansonsten muss ich den erst in ein Gehäuse einbauen.
    Laut SLV sind die LED Plots nur mit konventionellem Trafo zu betreiben. Gehören Konstantstrom-Trafos zu den "konventionellen" ?

    Gru,
    Thorsten
     
  5. #4 kalledom, 30.07.2008
    kalledom

    kalledom Lichtbogenlöscher

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    AW: Laien-Frage zu Leitungslänge bei 12V

    Ach ja, LED Plot; ich war von 1 Watt LEDs ausgegangen, aber Du hast ja fertige LED Plots mit Leuchtmittel: 8 LED 2,6W gesamt, nur mit konventionellem Trafo zu betreiben.
    In den Lampen mit so einem Preis wird entsprechende Elektronik enthalten sein, da LEDs alleine an Wechselspannung (Trafo) sofort hinüber sind und an Gleichspannung mit Vorwiderstand oder Konstantstrom-Quelle betrieben werden müssen.

    Auch bei 2,6 Watt würde ich mir keine Gedanken über einen größeren Querschnitt als 1,5 mm² machen. Wenn Du allerdings mit 1,5 mm² nicht mehr ruhig schlafen kannst, weil Du meinst, die letzte Lampe würde einen Tick dunkler, dann verlege 2,5 mm² :)
    Alternativ kannst Du dann mal die erste und letzte Lampe tauschen :D
     
  6. #5 twmemphis, 30.07.2008
    twmemphis

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    AW: Laien-Frage zu Leitungslänge bei 12V

    Stop, bei 20 Lampen a 2,6W bin ich doch bei etwa 4,3A ! Es gibt offenbar keine so großen Konstantstrom-Trafos.

    Nach Deiner Rechnung:
    Bei 4,3A ergibt sich am Ende der Leitung ein Spannungsabfall von U = R * I = 1,19 Ohm * 4,3A = 5,1V
    ... das wäre aber ziemlich heftig.
    Ich habe mir das gerade mal am Plan angeschaut. Wenn ich zwei Trafos "optimal verlege" (vom Trafo würden dann mehrere Einzel-Leitungen stern-förmig zu den Plots gehen), dann habe ich maximal 12m Länge und maximal 11 LED-Plots insgesamt pro Trafo, an jedem Strang des Sterns maximal nur 5 LED-Plots.

    Jetzt müsste man für die ultimative Perfektion noch Outdoor-fähige Konstantstrom Trafos mit 12V Gleichstrom und zumindest ca 2.5A Leistung finden.

    Alternativ konventionelle Standard-Trafos mit 12V (da gibt es einen empfohlenen mit IP44 und 60W, immerhin!).

    Gruß,
    Thorsten
     
  7. #6 kalledom, 30.07.2008
    kalledom

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    AW: Laien-Frage zu Leitungslänge bei 12V

    Was bezeichnest Du als Konstantstrom-Trafo ? Eine Konstantstrom-Quelle ist eine elektronische Schaltung, die vermutlich in den Lampen drin sind.

    Diese Rechnung gilt doch nur, wenn ALLE 20 Lampen am Ende der 50m angeschlossen werden ! Sind die das ?
    Sonst muß mit einem Mittelwert gerechnet werden. 2,5V ist zwar immer noch viel, das sollten die Lampen aber noch können.

    Das wäre natürlich eine optimale Lösung.

    Schon wieder Konstantstrom Trafo; wo hast Du das her ?
    2,5A Strom, nicht Leistung. Die Leistung ist P = U * I = 12V * 2,5A = 30VA (bei Wechselspannung heißt das nicht mehr Watt, sondern VA = VoltAmpere).

    Das ist es doch !
     
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