Widerstandsheizung

Physinetz · Anmeldungsdatum: 20.09.2006 Beiträge: 317

Hallo,

ich habe eine Widerstandsheizung z.B. in Form eines Heizdrahtes und bette diesen in eine Matratze ein. Nun schalte ich diese bei -20°C an und möchte wissen welche Temperatur die Matratzenoberfläche erreicht und wie hoch überhaupt die maximale Spannung/Strom sein darf?

1) Wenn der Draht einen zu hohen Widerstand hat, fließt kein Strom --> keine Erwärmung. Wenn der Draht einen zu kleinen Widerstand hat, fließt Strom ungehindert durch ohne großartige Erwärmung. Also benötige ich ein Mittelmaß für eine Heizung, richtig?

2) Angenommen ich gebe auf den Draht 10V drauf. Der Draht hat 2 Ohm als Widerstand. Folglich stellt sich ein Strom von : 5 Ampere ein. -- > Leistung: P= 50 Watt . Dann habe ich vielleicht 0°C Oberflächentemperatur auf der Matratze.

Für 20 V wären es 10 Ampere also P=200 Watt.

Dei Frage die sich mir stellt, wie hoch darf die Leistung sein, damit nichts anbrennt/kaputt geht?
a) kann ich auch die Spannung auf 20 V einstellen und den Strom auf z.B. 5 A reduzieren? Dann hätte ich P= U*I = 100 Watt (P=U^2 / R stimmt dann nicht mehr, wieso? ) Geht das überhaupt?

b) Sobald ich den Draht einmal ausgelegt habe, sind Spannung, Strom und Widerstand und damit Leistung FEST miteinander verknüpft?

Bin leider kein Elektriker Hammer

Danke für Eure Tipps

Gast002 · Gast

Hallo,

das Problem, das Du beschreibst, besteht aus zwei Teilen: einem elektrischen und einem thermischen. Als erstes solltest Du das thermische lösen, also bestimmen, welche Leistung Dein Heizdraht abgeben muß.
Leistung ist ja Energie pro Zeit. Wenn Du ständig Energie in die Matratze pumpst, wird die immer heißer werden. Aber es gibt dann noch die Wärmeleitung, die die Energie an die Oberfläche transportiert. Dort wird dann Wärmeenergie durch Strahlung oder Konvektion nach außen abgegeben. Dadurch entsteht ein Temperaturgefälle zwischen dem Heizdraht im Innern der Matratze und der Oberfläche. Nach einer gewissen Zeit stellt sich ein Gleichgewicht ein zwischen der Wärmeenergie, die de Heizdraht reinpumpt und der Wärmeenergie, die an die Umgebung abgegeben wird. Der Temperaturverlauf zwischen Heizdraht und Matratzenoberfläche ist dann stabil. Aus einer Vorgabe der Oberflächentemperatur, der Umgebungstemperatur und der maximal zulässigen Temperatur am Heizdraht sowie den Werten für die Wärmeleitfähigkeit der Matratze und der Wärmeabgabe von der Matratze an die Umgebung läßt sich die benötigte Heizleistung berechnen.
Mit diesem Wert kann dann das elektrische Problem gelöst werden. Dazu muß entweder Spannung oder Strom vorgegeben und daraus der Widerstand des Heizdrahtes berechnet werden.

Beste Grüße

gastWG · Gast

Hallo, geht es in diesem Thread weiter?