RegistrierenRegistrieren   LoginLogin   FAQFAQ    SuchenSuchen   
Leitung mit Isolierung
 
Neue Frage »
Antworten »
    Foren-Übersicht -> Wärmelehre
Autor Nachricht
LocutusVonBorg



Anmeldungsdatum: 29.12.2020
Beiträge: 1

Beitrag LocutusVonBorg Verfasst am: 29. Dez 2020 09:44    Titel: Leitung mit Isolierung Antworten mit Zitat

Meine Frage:
Ich bin mich derzeit am Vorbereiten auf meine Physikklausur im Januar, und probiere diese Aufgabe zu lösen:

Ein Kupferdraht mit dem Durchmesser 1 mm sei mit Kunststoff ( Dauergebrauchstemperatur T=60°C, Dicke 0,5 mm ) isoliert. Die Temperatur der Umgebung sei maximal 40°C. Wie hoch darf der Stromdurch den Kupferdraht maximal werden ? Berücksichtigen Sie dabei auch die Konvektion.( Spezifischer Widerstand von Kupfer = 1,7*10-8 ?*m , Wärmeleitfähigkeit des Kunststoffes = 0,2
W/m/K )

Ich habe einen Ansatz, bin aber nun hängengeblieben:

Meine Ideen:
Ich habe begonnen die Übertragene Wärmemenge zu berechnen, die durch die Temperaturdifferenz durch das Isolierkunststoff fließt. Das hat auch soweit geklappt, ich habe über die Formel ( Außenradius, Innenradius



für Wärmeübertragung durch Zylinder und das Einsetzen der gegebenen Werte für eine Länge von einem Meter, also einen Wert von 36,295 W erhalten was mir plausibel erscheint.

Dann soll ich noch die die Konvektion von Luft um das Kabel berücksichtigen. Hierfür habe ich dann mit der Formel ()



einen Wert von 2,513 Watt herausbekommen, das sieht ebenfalls schlüssig aus. Die Frage ist nun wie ich weiterkomme?

Ich habe mir mal den Lösungswert angeschaut, um zu prüfen, ob ich vielleicht gar nicht so weit weg bin, aber die Lösung "10,43 A" ergibt für einen Meter Draht eine Leistung von lediglich (P=I²*R). Ich sehe einfach nicht wie es da weitergeht...
Myon



Anmeldungsdatum: 04.12.2013
Beiträge: 4926

Beitrag Myon Verfasst am: 29. Dez 2020 12:58    Titel: Re: Leitung mit Isolierung Antworten mit Zitat

LocutusVonBorg hat Folgendes geschrieben:
(...) aber die Lösung "10,43 A" ergibt für einen Meter Draht eine Leistung von lediglich (P=I²*R).

Mit I=10.43A käme ich auf eine Leistung von 2.35W.

Allerdings erhalte ich bereits ohne Berücksichtigung von Konvektion (verstehe ehrlich gesagt gar nicht, wo hier Konvektion stattfindet) eine Stromstärke von 41W, das könnte also auch nicht stimmen.
Locutus2
Gast





Beitrag Locutus2 Verfasst am: 29. Dez 2020 13:09    Titel: Falsche Werte? Antworten mit Zitat

Okay, dann mach ich glaub ich bei der REchnung irgendwas falsch...

P=I²R

P = (10.43A)² * 1,7*10e-8

P = 1,849 * 10e-6

DA es sich um 1 m Kabel handelt, kann ich doch das gegebene R des Kupfer direkt einsetzen, nicht?
Myon



Anmeldungsdatum: 04.12.2013
Beiträge: 4926

Beitrag Myon Verfasst am: 29. Dez 2020 13:33    Titel: Re: Falsche Werte? Antworten mit Zitat

Locutus2 hat Folgendes geschrieben:
DA es sich um 1 m Kabel handelt, kann ich doch das gegebene R des Kupfer direkt einsetzen, nicht?

Nein. Gegegen ist ja der spez. Widerstand. Du musst also noch durch die Querschnittsfläche teilen.
Neue Frage »
Antworten »
    Foren-Übersicht -> Wärmelehre