xNecromindx
Namhafter Pirat
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Das hättest Du so kompliziert nicht rechnen müssen (mal abgesehen von dem Fehler darin). Der Dreisatz hilft weiter:
0,42A / 12V * 5V = 0,175
Damit habe ich schon vor 30 Jahren in Übungsaufgaben den Pauker zum Wahnsinn getrieben.
Es sind eben lineare Zusammenhänge. Und das ist Dein Problem: Der Lüfter verhält sich tatsächlich eben nicht linear.
Deine Rechnung ist ja hier, dass er bei 12V laut Typenschild 0,42A zieht. Kann man ja ablesen. Die Annahme ist nun, dass der Betrieb bei 5V ja 41,6~% der ursprünglichen Spannung entspricht. Also hätten wir ja: 0,42A * 0,416~ = 0,175A.
Und hier tütet der Zonk. Das ist eine pure Annahme, ohne jeden haltbaren Realitätsbezug. Das ist es, wo ich sagte, das lässt sich so nicht rechnen. Der BLDC Motor ist kein passives lineares Element, wie beispielsweise ein Widerstand. Es ist eine aktive Komponente, die z.B. allein für ihre Elektronik selbst irgend einen konstanten Strom X benötigt (unabhängig von Drehtzahl und Spannung). X kennen wir nicht, geht aber schon mal als Konstantwert (obwohl der auch nicht wirklich konstant ist) mit in das Gesamtergebnis ein. Dann hat die Impedanz der Wicklungen in Abhängigkeit zur Schaltfrequenz (= andere Drehzahl) und der reduzierten Spannung ebenso kein lineares Verhältnis zur Betriebsspannung.
Am Ende könnte die Stromkennlinie in etwa so aussehen:
Sie könnte aber auch so aussehen (was meiner starken Vermutung entspricht):
Tatsächlich berechnet hast Du aber das:
Das ist halt ein offensichtlicher Unterschied.
Auch fehlt in der Berechnung der Strömungswiderstand durch den Lufttransport. Der ist bei 12V@0,42A und Drehzahl X ein bestimmter Wert, der steckt mit in der Herstellerangabe zum Strom - der dreht ja nicht im Vakuum. Der Wert ist aber ein ganz anderer, wenn der Lüfter deutlich langsamer dreht. Er nimmt ab. Auch das nicht direkt linear, weil wegen Strömungseffekten (Wirbelbildung z.B.). Tatsächlich ist allein der Punkt kaum berechenbar (außer mit Nährungsgleichungen, die in aller Regel reichen), wollte man es genau wissen müsste man die Lüfterkonstruktion simulieren (Strömungssimulation).
Zudem vermischt Du da etwas: Leistungsaufnahme (P) geht ebenso nicht linear mit Leistungsabgabe (also hier Drehzahl/Lufttransport) einher. Hier kommt die Effizienz ins Spiel. Auch diese Eigenschaft ist hier unbekannt. Auch das verzerrt. Du kannst also nicht sagen, dass ein Lüfter der 1/4 der elektrischen Leistung aufnimmt, deswegen 1/4 so schnell schnell dreht.
Und nein, empfinde ich nicht als "Fronting". Am Ende ist diese Frage insgesamt durchaus interessant, weil sie zunächst viel einfacher erscheint, als sie tatsächlich ist.
Wäre mal ein interessantes Wochenend-Projekt, so eine Kennlinie mal aufzunehmen, weil ich alle Parameter tatsächlich sehr einfach und exakt messen könnte. Vielleicht ein nettes "Physik-Experiment" mit den Kindern. Mal schauen.
Am Ende steht aber fest, dass das USB-Netzteil mit den 3 Lüftern klarkommen wird (pro Lüfter etwa 0,25-0,3A, bei 5V). Da sehe ich kein Problem. Das geht auch da schon wieder damit los, dass das Teil ganz sicher nicht bei genau 1A abschalten würde. Da kommen allemal 1,2A raus. Wenn der Hersteller 1A drauf schreibt, dann ist das eine bindende Angabe. Allein schon auf Grund von Fertigungstolleranzen und Drift durch Betriebsbedingungen, muss er den tatsächlichen Wert schon höher ansetzen, weil er sonst (mit Recht) Ärger mit seinen Kunden bekommt. Solche Angaben sind immer Nennwerte. Nennwert heißt, vereinfacht gesagt: Ein geeignet gerundeter Wert einer Größe zur Bezeichnung oder Definition eines im Regelbetrieb zu erwartenden Parameterwerts. Näheres kann man dann der DIN 40200 entnehmen.
Im Übrigen trifft das auch auf den Lüfter zu. Wenn man da mal tatsächlich misst, wird der sehr wahrscheinlich gar nicht auf 0,42A bei 12V kommen. Nennwerte werden eigentlich immer pessimistisch veranschlagt, quasi das "Worst-Case Szenario des Normalbetriebs".
Ich denke da ist nun klar, warum man das seriös gar nicht wirklich berechnen kann. Zu viele unbekannte Parameter, die zudem oftmals keine linearen Beziehungen haben. Weswegen man das entweder ganz konkret ausmessen muss oder einen Erfahrungswert hernimmt. Mein Erfahrungswert ist da eben, dass bei diesen BLDC-Lüftern der Strom im Verhältnis zur Spannung deutlich weniger abnimmt. Deswegen setze ich den Strom da auch höher an, als es eine simple Dreisatzrechnung nahelegen würde.
0,42A / 12V * 5V = 0,175
Damit habe ich schon vor 30 Jahren in Übungsaufgaben den Pauker zum Wahnsinn getrieben.
Es sind eben lineare Zusammenhänge. Und das ist Dein Problem: Der Lüfter verhält sich tatsächlich eben nicht linear.
Deine Rechnung ist ja hier, dass er bei 12V laut Typenschild 0,42A zieht. Kann man ja ablesen. Die Annahme ist nun, dass der Betrieb bei 5V ja 41,6~% der ursprünglichen Spannung entspricht. Also hätten wir ja: 0,42A * 0,416~ = 0,175A.
Und hier tütet der Zonk. Das ist eine pure Annahme, ohne jeden haltbaren Realitätsbezug. Das ist es, wo ich sagte, das lässt sich so nicht rechnen. Der BLDC Motor ist kein passives lineares Element, wie beispielsweise ein Widerstand. Es ist eine aktive Komponente, die z.B. allein für ihre Elektronik selbst irgend einen konstanten Strom X benötigt (unabhängig von Drehtzahl und Spannung). X kennen wir nicht, geht aber schon mal als Konstantwert (obwohl der auch nicht wirklich konstant ist) mit in das Gesamtergebnis ein. Dann hat die Impedanz der Wicklungen in Abhängigkeit zur Schaltfrequenz (= andere Drehzahl) und der reduzierten Spannung ebenso kein lineares Verhältnis zur Betriebsspannung.
Am Ende könnte die Stromkennlinie in etwa so aussehen:
Sie könnte aber auch so aussehen (was meiner starken Vermutung entspricht):
Tatsächlich berechnet hast Du aber das:
Das ist halt ein offensichtlicher Unterschied.
Auch fehlt in der Berechnung der Strömungswiderstand durch den Lufttransport. Der ist bei 12V@0,42A und Drehzahl X ein bestimmter Wert, der steckt mit in der Herstellerangabe zum Strom - der dreht ja nicht im Vakuum. Der Wert ist aber ein ganz anderer, wenn der Lüfter deutlich langsamer dreht. Er nimmt ab. Auch das nicht direkt linear, weil wegen Strömungseffekten (Wirbelbildung z.B.). Tatsächlich ist allein der Punkt kaum berechenbar (außer mit Nährungsgleichungen, die in aller Regel reichen), wollte man es genau wissen müsste man die Lüfterkonstruktion simulieren (Strömungssimulation).
Zudem vermischt Du da etwas: Leistungsaufnahme (P) geht ebenso nicht linear mit Leistungsabgabe (also hier Drehzahl/Lufttransport) einher. Hier kommt die Effizienz ins Spiel. Auch diese Eigenschaft ist hier unbekannt. Auch das verzerrt. Du kannst also nicht sagen, dass ein Lüfter der 1/4 der elektrischen Leistung aufnimmt, deswegen 1/4 so schnell schnell dreht.
Und nein, empfinde ich nicht als "Fronting". Am Ende ist diese Frage insgesamt durchaus interessant, weil sie zunächst viel einfacher erscheint, als sie tatsächlich ist.
Wäre mal ein interessantes Wochenend-Projekt, so eine Kennlinie mal aufzunehmen, weil ich alle Parameter tatsächlich sehr einfach und exakt messen könnte. Vielleicht ein nettes "Physik-Experiment" mit den Kindern. Mal schauen.
Am Ende steht aber fest, dass das USB-Netzteil mit den 3 Lüftern klarkommen wird (pro Lüfter etwa 0,25-0,3A, bei 5V). Da sehe ich kein Problem. Das geht auch da schon wieder damit los, dass das Teil ganz sicher nicht bei genau 1A abschalten würde. Da kommen allemal 1,2A raus. Wenn der Hersteller 1A drauf schreibt, dann ist das eine bindende Angabe. Allein schon auf Grund von Fertigungstolleranzen und Drift durch Betriebsbedingungen, muss er den tatsächlichen Wert schon höher ansetzen, weil er sonst (mit Recht) Ärger mit seinen Kunden bekommt. Solche Angaben sind immer Nennwerte. Nennwert heißt, vereinfacht gesagt: Ein geeignet gerundeter Wert einer Größe zur Bezeichnung oder Definition eines im Regelbetrieb zu erwartenden Parameterwerts. Näheres kann man dann der DIN 40200 entnehmen.
Im Übrigen trifft das auch auf den Lüfter zu. Wenn man da mal tatsächlich misst, wird der sehr wahrscheinlich gar nicht auf 0,42A bei 12V kommen. Nennwerte werden eigentlich immer pessimistisch veranschlagt, quasi das "Worst-Case Szenario des Normalbetriebs".
Ich denke da ist nun klar, warum man das seriös gar nicht wirklich berechnen kann. Zu viele unbekannte Parameter, die zudem oftmals keine linearen Beziehungen haben. Weswegen man das entweder ganz konkret ausmessen muss oder einen Erfahrungswert hernimmt. Mein Erfahrungswert ist da eben, dass bei diesen BLDC-Lüftern der Strom im Verhältnis zur Spannung deutlich weniger abnimmt. Deswegen setze ich den Strom da auch höher an, als es eine simple Dreisatzrechnung nahelegen würde.
