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[quote="gebseng@gebseng.com"][quote="DrStupid"] Dafür bräuchtest Du die Leitfähigkeit der Elektrolytlösung. Um die aus der Zusammensetzung zu berechnen, bräuchtest Du jede Menge empirischer Daten, die Du wahrscheinlich nicht finden wirst. Am besten ist es, den Innenwiderstand für verschiedene Elektrodenflächen zu messen und die Werte in ein Diagramm einzutragen. Wie oben schon erwähnt, sollte der Zusammenhang halbwegs linear sein.[/quote] Für die Leitfähigkeit des Elektrolyts habe ich ein Messgerät, die ist 55 mS/cm.[/quote]
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gebseng@gebseng.com
Verfasst am: 21. Apr 2026 15:28
Titel:
DrStupid hat Folgendes geschrieben:
Ich vermute das Problem in der Elektrochemie. Den größten Anteil an der von Dir gemessenen Leitfähigkeit haben die Protonen. Die nützen der Zelle aber nichts, wenn damit an den Elektroden nichts passiert (oder siehst Du eine Gasentwicklung?). Entscheidend für den tatsächlichen Innenwiderstand unter Belastung sind die Zink- und Kupferionen. Die tragen aber viel weniger zur Leitfähigkeit bei.
Dazu kommt noch, dass sich die Zelle nicht wie ein normaler Ohmscher Widerstand verhält. Die Spannung hängt nur indirekt von der Stromstärke ab. Sie wird durch die Konzentration der beteiligten Ionen an den Elektroden bestimmt. Deshalb dauert es nach Abschalten des Stroms auch eine Weile, bis die Zelle wieder im Gleichgewicht ist.
Ich fürchte, da kommst Du nur empirisch weiter.
Was haltet ihr von der Idee, dass bei den grösseren Platten der Ionenaustausch nicht so gut funktioniert, weil ja der Abstand wie bei den kleineren Platten nur 8mm ist? Also, dass sich die Elektrochemie hauptsächlich am Rand abspielt, aber nicht so richtig ins Flächeninnere kommt? Um dem abzuhelfen, könnte ich entweder viele Löcher in beide Platten bohren, oder die grossen Elektroden in viele schmale Streifen zerschneiden.
gebseng@gebseng.com
Verfasst am: 21. Apr 2026 15:21
Titel:
DrStupid hat Folgendes geschrieben:
Ich vermute das Problem in der Elektrochemie. Den größten Anteil an der von Dir gemessenen Leitfähigkeit haben die Protonen. Die nützen der Zelle aber nichts, wenn damit an den Elektroden nichts passiert (oder siehst Du eine Gasentwicklung?). Entscheidend für den tatsächlichen Innenwiderstand unter Belastung sind die Zink- und Kupferionen. Die tragen aber viel weniger zur Leitfähigkeit bei.
Dazu kommt noch, dass sich die Zelle nicht wie ein normaler Ohmscher Widerstand verhält. Die Spannung hängt nur indirekt von der Stromstärke ab. Sie wird durch die Konzentration der beteiligten Ionen an den Elektroden bestimmt. Deshalb dauert es nach Abschalten des Stroms auch eine Weile, bis die Zelle wieder im Gleichgewicht ist.
Ich fürchte, da kommst Du nur empirisch weiter.
Was haltet ihr von der Idee, dass bei den grösseren Platten der Ionenaustausch nicht so gut funktioniert, weil ja der Abstand wie bei den kleineren Platten nur 8mm ist? Also, dass sich die Elektrochemie hauptsächlich am Rand abspielt, aber nicht so richtig ins Flächeninnere kommt? Um dem abzuhelfen, könnte ich entweder viele Löcher in beide Platten bohren, oder die grossen Elektroden in viele schmale Streifen zerschneiden.
DrStupid
Verfasst am: 20. Apr 2026 18:48
Titel:
gebseng@gebseng.com hat Folgendes geschrieben:
Für die Leitfähigkeit des Elektrolyts habe ich ein Messgerät, die ist 55 mS/cm.
Das würde bedeuten, dass der Lastwiderstand mindestens 200 mal so groß ist, wie der Innenwiderstand. Letzterer sollte also vernachlässigbar sein, was aber offensichtlich nicht der Fall ist.
Ich vermute das Problem in der Elektrochemie. Den größten Anteil an der von Dir gemessenen Leitfähigkeit haben die Protonen. Die nützen der Zelle aber nichts, wenn damit an den Elektroden nichts passiert (oder siehst Du eine Gasentwicklung?). Entscheidend für den tatsächlichen Innenwiderstand unter Belastung sind die Zink- und Kupferionen. Die tragen aber viel weniger zur Leitfähigkeit bei.
Dazu kommt noch, dass sich die Zelle nicht wie ein normaler Ohmscher Widerstand verhält. Die Spannung hängt nur indirekt von der Stromstärke ab. Sie wird durch die Konzentration der beteiligten Ionen an den Elektroden bestimmt. Deshalb dauert es nach Abschalten des Stroms auch eine Weile, bis die Zelle wieder im Gleichgewicht ist.
Ich fürchte, da kommst Du nur empirisch weiter.
gebseng@gebseng.com
Verfasst am: 19. Apr 2026 20:29
Titel:
DrStupid hat Folgendes geschrieben:
Dafür bräuchtest Du die Leitfähigkeit der Elektrolytlösung. Um die aus der Zusammensetzung zu berechnen, bräuchtest Du jede Menge empirischer Daten, die Du wahrscheinlich nicht finden wirst. Am besten ist es, den Innenwiderstand für verschiedene Elektrodenflächen zu messen und die Werte in ein Diagramm einzutragen. Wie oben schon erwähnt, sollte der Zusammenhang halbwegs linear sein.
Für die Leitfähigkeit des Elektrolyts habe ich ein Messgerät, die ist 55 mS/cm.
DrStupid
Verfasst am: 18. Apr 2026 18:22
Titel:
gebseng@gebseng.com hat Folgendes geschrieben:
Das ρ ist cirka beim Kupfer 0,0172 Ω · mm2/m, beim Zink 0,061 Ω · mm2/m.
Das hilft uns nicht weiter. Den größten Anteil am Widerstand dürfte der Elektrolyt haben.
gebseng@gebseng.com hat Folgendes geschrieben:
Wie kann ich mit der Formel und diesen Angaben ausrechnen, wie sehr sich die Leistung von der kleinen zur großen Fläche verändern sollte?
Dafür bräuchtest Du die Leitfähigkeit der Elektrolytlösung. Um die aus der Zusammensetzung zu berechnen, bräuchtest Du jede Menge empirischer Daten, die Du wahrscheinlich nicht finden wirst. Am besten ist es, den Innenwiderstand für verschiedene Elektrodenflächen zu messen und die Werte in ein Diagramm einzutragen. Wie oben schon erwähnt, sollte der Zusammenhang halbwegs linear sein.
Nobby1
Verfasst am: 18. Apr 2026 16:55
Titel:
R ist der (Innen)Widerstand der Konstruktion.
Einmal der Widerstand des Kupferteils und einmal der des Zinkteils. Das ist eine Reihenschaltung. Unterscheiden tuen sich die Widerstände nur durch die Fläche.
U = I*(R aussen+ R innen)
P = U*I
R kleine Fläche = 7,4* R grosse Fläche
Das ist aber genau das was praktisch nicht gefunden wurde.
Also gibt es andere Einflüsse. Hast Du den Strom mal gemessen?
gebseng@gebseng.com
Verfasst am: 18. Apr 2026 15:40
Titel:
Nobby1 hat Folgendes geschrieben:
Vermutlich mit R = l*ρ/A
L = Länge hier die Dicke der Platte,, ρ = spezifischer Widerstand des Plattenmaterials und A = Fläche der Platte.
Danke!
Das L ist beim Kupfer 0,5 mm, beim Zink 0,8 mm.
Das ρ ist cirka beim Kupfer 0,0172 Ω · mm2/m, beim Zink 0,061 Ω · mm2/m.
A ist bei den kleinen Elektroden jeweils 24.000 mm2, bei den großen jeweils 177.600 mm2. (7,4 mal so viel)
Wie kann ich mit der Formel und diesen Angaben ausrechnen, wie sehr sich die Leistung von der kleinen zur großen Fläche verändern sollte? Und was ist R?
Nobby1
Verfasst am: 18. Apr 2026 12:56
Titel:
Vermutlich mit R = l*ρ/A
L = Länge hier die Dicke der Platte,, ρ = spezifischer Widerstand des Plattenmaterials und A = Fläche der Platte.
gebseng@gebseng.com
Verfasst am: 17. Apr 2026 23:32
Titel:
DrStupid hat Folgendes geschrieben:
Nobby1 hat Folgendes geschrieben:
Warum soll die Leistung steigenden. WIderstand und Spannung sind gegeben. I = U/R und P =U*I somit P =U^2/R.
Der Lastwiderstand ist gegeben, aber der Innenwiderstand der Zelle wird mit zunehmender Fläche kleiner. Dadurch steigt die Leistung - wenn auch nicht proportional zur Fläche.
Danke. Gibt es eine Methode sich das auszurechnen?
DrStupid
Verfasst am: 17. Apr 2026 19:07
Titel:
Nobby1 hat Folgendes geschrieben:
Warum soll die Leistung steigenden. WIderstand und Spannung sind gegeben. I = U/R und P =U*I somit P =U^2/R.
Der Lastwiderstand ist gegeben, aber der Innenwiderstand der Zelle wird mit zunehmender Fläche kleiner. Dadurch steigt die Leistung - wenn auch nicht proportional zur Fläche.
Nobby1
Verfasst am: 17. Apr 2026 17:30
Titel:
Warum soll die Leistung steigenden. WIderstand und Spannung sind gegeben. I = U/R und P =U*I somit P =U^2/R.
gebseng@gebseng.com
Verfasst am: 17. Apr 2026 15:04
Titel:
TechnikFan hat Folgendes geschrieben:
gebseng@gebseng.com hat Folgendes geschrieben:
Nobby1 hat Folgendes geschrieben:
Die Fläche geht hier eigentlich nicht ein. Die Stromdichte ist nur anders.
.
Ok, also die Fläche der Elektroden wirkt sich nicht auf die Leistung aus? Gibt es eine Methode, die ideale Elektrodenfläche mit den bestehenden Limitationen zu berechnen?
Die Stromstärke und damit die Leistung der Batterie müsste eigentlich proportional zur Fläche ansteigen.
Danke! Dann muss ich jetzt herausfinden, warum das bei mir nicht so ist. Wie gesagt verdoppelt sich die Leistung nur bei 7facher Fläche, bei sonst gleichen Parametern. Fällt dir dazu noch was ein?
TechnikFan
Verfasst am: 17. Apr 2026 14:17
Titel:
gebseng@gebseng.com hat Folgendes geschrieben:
Nobby1 hat Folgendes geschrieben:
Die Fläche geht hier eigentlich nicht ein. Die Stromdichte ist nur anders.
.
Ok, also die Fläche der Elektroden wirkt sich nicht auf die Leistung aus? Gibt es eine Methode, die ideale Elektrodenfläche mit den bestehenden Limitationen zu berechnen?
Die Stromstärke und damit die Leistung der Batterie müsste eigentlich proportional zur Fläche ansteigen.
gebseng@gebseng.com
Verfasst am: 16. Apr 2026 16:39
Titel:
Nobby1 hat Folgendes geschrieben:
Wie hast Du die Leistung bestimmt? Laut Rechnung wären es P = (0,9 V)^2/12 Ω= 0.065 W.
Die Frage ist wie ist die Spannung bei Belastung.Danach richtet sich die tatsächliche Leistung. Das Zink bildet mit Säure Wasserstoff, was die Reaktion stört. Normale Zinkbatterien besitzen Depolarisatoren aus Mangandioxid um die Wasserstoffentstehung zu unterdrücken.
Danke! Ich habe einen Lastwiderstand 12 Ohm parallel gehängt und die Spannung nach 3 und 30 Sekunden gemessen. Bei der kleinen Zelle waren das z.b. nach 3 Sekunden 0,6V. Mit der Formel P = (0,6 V)^2/12 Ω= 0.03 W. habe ich dann die Leistung ausgerechnet. Das ist plausibel oder?
Nobby1 hat Folgendes geschrieben:
Die Fläche geht hier eigentlich nicht ein. Die Stromdichte ist nur anders.
.
Ok, also die Fläche der Elektroden wirkt sich nicht auf die Leistung aus? Gibt es eine Methode, die ideale Elektrodenfläche mit den bestehenden Limitationen zu berechnen?
Nobby1
Verfasst am: 16. Apr 2026 15:51
Titel:
Wie hast Du die Leistung bestimmt? Laut Rechnung wären es P = (0,9 V)^2/12 Ω= 0.065 W.
Die Frage ist wie ist die Spannung bei Belastung.Danach richtet sich die tatsächliche Leistung. Das Zink bildet mit Säure Wasserstoff, was die Reaktion stört. Normale Zinkbatterien besitzen Depolarisatoren aus Mangandioxid um die Wasserstoffentstehung zu unterdrücken.
Die Fläche geht hier eigentlich nicht ein. Die Stromdichte ist nur anders.
.
gebseng@gebseng.com
Verfasst am: 15. Apr 2026 22:08
Titel: Skalierung einer einfachen Zink Kupfer Batterie
Für ein künstlerisches Projekt (
https://gebseng.com/15_bauernkriegsmaschine/
) versuche ich gerade sehr unwissenschaftlich, eine einfache Zink-Kupfer Batterie zu bauen.
Da das ganze unter dem Motto "Sauerkrautbatterie" steht, versuche ich, als Elektrolyt Sauerkrautsaft zu verwenden bzw. in etwa chemisch nachzubilden. Dafür habe ich jetzt Wasser mit Kochsalz und Milchsäure vermischt, der Salzgehalt ist 3,5%, der pH Wert ca. 3,5.
Für einen ersten Test habe ich als Anode und Kathode Zuschnitte von 0,5mm Kupferblech und 1mm Zinkblech mit einer Größe von jeweils 12 x 20 cm (240 cm^2) im Abstand von 8 mm parallel montiert und in das Elektrolyt (Volumen 3 Liter) eingetaucht.
Das Ergebnis war eine Leerlaufspannung von 0,9 Volt. Unter Last (mit einem 12 Ohm Widerstand) war mein Ergebnis eine Impulsleistung für 3 Sekunden von ca. 30 mW, und eine Leistung von 20 mW nach 30 Sekunden. Danach brauchte die Batterie ca. 60 Sekunden, um wieder auf eine Leerlaufspannung von 0,9 Volt zu kommen.
Ich hoffe das macht soweit Sinn.
Meine nächste Überlegung war, für eine bessere Leistung größere Elektroden zu verwenden. Ich habe dafür ein 140 Liter Fass mit dem Elektrolyt, und ein Elektrodenpaar mit 37 x 48 cm (1776 cm^2) verwendet.
Meine naive Annahme war, dass eine ca siebenmal so grosse Fläche auch eine siebenmal so grosse Leistung bringt. Tatsächlich ist die Impulsleistung jetzt 60 mW , und die Leistung nach 30 Sekunden 40 mW.
Insgesamt also nur ca. doppelt so viel statt siebenmal so viel.
Könnt ihr mir hier weiterhelfen? Ist meine Grundüberlegung der Flächenskalierung falsch? Oder könnte es etwas anderes sein?