Etwas über Kabel und Leitungen

Ohne Strippen geht es im Elektromodellbau nicht. Meistens sind die Leitungen an Akkus und Drehzahlstellern schon angebracht und man macht sich als Seglerpilot keine allzu großen Gedanken darüber. Kann der Regler jedoch nicht direkt beim Motor eingebaut werden, so reicht  das konfektionierte Kabel nicht mehr aus und es muß verlängert werden. Spätestens jetzt taucht die Frage auf welches Kabel man wohl nehmen soll.
Manch einer versucht es vielleicht mit einem Reststück Lautsprecherleitung der irgendwann mal im Sonderangebot gekauften Autolautsprecher. Von mangelnder Motorleistung bis hin zum imaginären Zünden einer Rauchpatrone kann da einiges auf dem Flugfeld passieren.
Das andere Extrem wären die "guten dicken" Superflowkabel der Hifi-Freaks. In einen Flügel mit 4x400er Antrieben eingebaut bekommen die Motoren bestimmt genug Spannung, der Vogel kommt aber wegen der großen Zuladung, bedingt durch das hohe Kabelgewicht, auch nicht mehr so richtig in die Luft.
Hier gilt es den goldenen Mittelweg zu finden.

Fangen wir mal von Vorne an:

Wird ein Elektroantrieb mit einer Spannung beaufschlagt, so wird dieser je nach Belastung durch die Luftschraube einen bestimmten Strom aufnehmen. Dabei erreicht der Propeller eine gewisse Drehzahl und erzeugt einen gewissen Standschub. Besonders beim Bau von mehrmotorigen Modellen sollten die Motoren doch mit annähernd gleicher Drehzahl laufen. Dabei spielen 100 mV (= 0,1 V) Spannungsunterschied wohl noch keine so große Rolle, da die Motoren und Luftschrauben der unteren Preisklasse auch nicht hundertprozentig gleich sind. Der durch den Motor aufgenommene Strom sollte im Idealfall ohne Verluste auch dort ankommen wo er gebraucht wird, wäre auch kein Problem, wenn da nicht die Sache mit dem Widerstand wäre. Jeder Leiter, d.h. alles durch das Strom fließt hat einen gewissen Widerstand und wird in Ohm gemessen. Je geringer der Widerstand, desto weniger Spannung "bleibt auf der Strecke".

Tut mir leid, aber ganz ohne Theorie geht es doch nicht.

 Die Formel hierzu lautet: R=U/I und heißt "Ohmsches Gesetz".

  • R: Widerstand, gemessen in Ohm
  • U: Spannung, gemessen in Volt
  • I: Strom, gemessen in Ampere

Hierzu ein Beispiel: Wir schließen einen Akku mit 6 Zellen an einen Widerstand mit 2 Ohm

 Skizze 1

Hier fließt ein Strom von 3,6A, am Widerstand kann man 7,2V messen.

Schalten wir jetzt noch einen Widerstand mit 0,33 Ohm in Reihe (stellvertretend für die Leitungsverluste)

 Skizze 2

 Jetzt fließt ein Strom von 3,08A, am 2 Ohm Widerstand liegen nur noch 6.18V an. Die fehlenden 1,02V können wir am 0,33 Ohm Widerstand messen.

 Das ist die Spannung die "auf der Strecke" bleibt.

Außerdem kann man bei diesen einfachen Versuch noch einen Effekt erkennen. Die stromdurchflossenen Widerstände werden warm.
Die Verlustleistung wird in Wärme umgesetzt.

Nun genug der Theorie.

Eine eingebaute Heizung im Flugzeug, sei es durch die Erwärmung des Akkupacks, des Drehzahlstellers bzw. - Schalters oder der Zuleitungen zeugen von unerwünschter Verlustleistung.
Da man in der Praxis an inlineverlöteten Akkus und Motorschaltern oder- Reglern nichts ändern kann wollen wir uns mit den Leitungen befassen.
 
Hier die verschiedenen Leitungsarten mit Bezeichnungen:  

  • H07VK-feindrähtig : Verdrahtungslitze verschiedener Querschnitte wird im Steuerungsbau verwendet.
  • H07VK-feinstdrähtig: Die gleiche Leitung als hochflexible Litze, zur Verdrahtung beweglicher Bauteile.
  • H03VV-F; H05VV-F: PVC Schlauchleitung wird in verschiedenen Querschnitten und unterschiedlicher Aderzahl hergestellt.
  • NYFAZ: Zwillingslitze in verschiedenen Querschnitten

Als Otto Normalverbraucher besorgt man sich ein paar Reste Schlauchleitung von einem Elektrogeschäft und isoliert die Ummantellung ab. Da hat man in der Regel immer genügend Drähte von 0,75 qmm bis 1,5 qmm Querschnitt. Man kann natürlich auch die entsprechenden Kabel im Fachhandel bestellen.
 In folgender Tabelle habe ich jeweils 1m Leitung mit unterschiedlichen Strömen belastet. Das Kabel lag in einer Schlaufe aud dem Tisch und wurde mit dem kleinsten Strom beginnend eine Minute belastet bevor der Spannungsabfall gemessen wurde. Dann folgte die nächst höhere Belastung. Da der Kabelwiderstand mit höherer Temperatur zunimmt, vergrößert sich auch der resultierende Spannungsabfall. Die Widerstandswerte wurden daraus errechnet. Weiterhin ist das Metergewicht angegeben.




0,5 qmm 0,75 qmm 0,75 qmm
hochflex.
1,0 qmm 1,5 qmm 1,5 qmm
hochflex.
2,5 qmm 2,5 qmm
hochflex.
2,5 qmm
hochflex.
silikon
4 qmm
hochflex.
Kupferlack
1,5mm Ø
4 A U/mV 
R/mOhm
145
36,3
98,5
24,6
104,2
26
73
18,3
53
13,25
47,1
11,8
30,3
7,6
26,8
6,9

17,5
4,4
40
10
6 A U/mV 
R/mOhm
219 >
36,5
150
25
157,8
26,3
108,9
18,5
79,8
13,3
70,6
17,8 
45,6
7,6 
40,3
6,7 

26,4
4,4 
60
10
8 A U/mV 
R/mOhm
300 >X
37,5
200 >
25
214 >
26,8
148,3
18,5
107,7
13,4
94,7
11,84 
60,6
7,6 
53,7
6,7 

35
4,4 
80
10
10 A U/mV
R/mOhm
410 >Xx
41
257 >X
25,7
272 >X
27,2
188 >X
18,8
135,3
13,5
118,7
11,8 
79,3
7,9 
70,9
7,1 

44,4
4,4 
101,6
10,16
15 A U/mV
R/mOhm
640 >XX
42,7
414 >Xx
27,6
440 >Xx
29,3
302 >X
20,1
216 >X
14,4 
188,6 >X
12,6 
123,1
8,2
109
7,3 

66,7
4,5 
154 >
10,27
20 A U/mV 
R/mOhm
  600 >XX
30
641 >XX
32
426 >Xx
21,3
296 >X
14,8
258 >X
12,9 
166,4 >X
8,3 
146,8 >X
7,34 

89,1
4,45
214 >X
10,7
25 A U/mV
R/mOhm
      560 >XX
22,4
384 >Xx
15,34
332 >Xx
13,3
209  >X
8,36 
184,6 >X
7,38 
166 >X
6,64
111,4 >
4,45 
270 >X
10,8
30 A
U/mV
R/mOhm








212 >X
7,06


35 A
U/mV
R/mOhm









258 >X
7,37


40 A
U/mV
R/mOhm









296  >Xx
7,4


45 A
U/mV
R/mOhm









342 >Xx
7,6



Gewicht/
Meter

7 g
11 g
11,3 g
13,8 g
19,2 g
19,9 g
31,1 g
34,3 g
33,6 g
58,6 g
16 g

 

      • 1 mV     = 0,001 V (Volt)
      • 1 mOhm = 0,001 Ohm
      • >     : steigender Meßwert
      • >X   : steigender Meßwert, spürbare Erwärmung
      • >Xx : Kabel wird sehr warm, frei in Luft verlegen, nicht mehr Empfehlenswert (außer Silikonkabel)
      • >XX : Kabel wird heiß, Brandgefahr!
Beim Bau eines kleinen zweimotorigen Modells mit 2x400er Motoren kann man getrost 0,75qmm Drähte verwenden, da hier nicht mehr als 5-7A fließen und spart dadurch ca. 25g gegenüber der Standartlitze mit 1,5 qmm Querschnitt bei einer Leitungslänge von insges. 3 m.

Noch gravierender wird es beim Bau eines mehrmotorigen Modells. Man kann je nach Leitungslänge und Strombelastung annähernd gleiche Bedingungen durch die Kabelauswahl treffen. Bei meiner Herkules habe ich für die beiden inneren Motoren 2x 0,75qmm und für die äußeren beiden 2x 1 qmm genommen und so zur Herstellerangabe 35,3 g eingespart. Das ist schon fast das Gewicht der Flächenservos.

Das ist zwar nicht viel Gewichtsersparnis, aber Kleinvieh macht auch Mist.

 
 

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