Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Vorwiderstand vor Lampe berechnen


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von huzd (Gast)


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Hallo,

wir haben eine Türklingel, bei der immer die Birne am Klingelschild 
durchbrennt. Meine Überlegung wäre jetzt, mit einem Vorwiderstand die 
Spannung zu begrenzen. Dann wird die Lampe zwar dunkler, hälter aber 
länger.

Als Eingangsspannung haben wir 12VAC (Wechselstrom). Auf der bisherigen 
Lampe steht 18V, 3W.

Daraus würde ich der mathematischen Theorie nach dieses folgern:
18V mit 3W ergeben 0,16666A --> 12V mit 2W ergeben 0,1666A.
Also linear mit Faktor 1,5 runter gerechnet. Ist das soweit richtig?


Sagen wir, ich will an der Lampe eine Eingangsspannung von 8V haben, 
also Differenz von 4V.

Formel wäre (U-U2)/I = (12V-4V)/0,1666A = 48 Ohm. Notwendige 
Belastbarkeit des Widerstandes mindestens 2W.

Sind die Gedankengänge soweit richtig? Das funktioniert auch bei 
Wechselstrom, oder nur Gleichstrom? Ist nur eine Glühlampe, keine LED.

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Solange du bei Wechselstrom und -spannung mit Effektivwerten rechnest, 
ist das alles wie bei Gleichstrom und -spannung, es gilt das ohmsche 
Gesetz und Derivate.

Ich persönlich würde jetzt eher nach einer 24V Lampe suchen, weil die 
recht gängig sind, und die einsetzen. Alternativ geht der Vorwiderstand 
oder gleich eine Ersatzschaltung mit LED.

von Karl B. (gustav)


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Hi,
Glühlampen haben einen "Kaltwiderstand".
Bei geringerer Spannung ist das mit zu berücksichtigen.
Einfach "linear" rechnen, geht nicht.

ciao
gustav

von Karadur (Gast)


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Ausprobieren.

Die Rechnung ist schwierig weil eine Glühbirne ein Kaltleiter ist.

Die Spannung wird nicht 12V sein. Im Leerlauf haben Klingeltrafos meist 
eine höhere Spannung.

Deine Leistungsberechnung stimmt nicht. Bei 0,16 A ( der Strom wird mit 
Vorwiderstand kleiner )und 4V reicht 1W.

von Karadur (Gast)


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zu lange gebraucht

von H. H. (Gast)


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Matthias S. schrieb:
> Ich persönlich würde jetzt eher nach einer 24V Lampe suchen, weil die
> recht gängig sind, und die einsetzen.

Er meint wohl die 6x39mm Soffitte für Siedle Türstationen.


Ich würde auf LED umrüsten, da gibts passendes in retrofit.

von huzd (Gast)


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für LED bin ich gerne offen, aber welche gibt es da?

von Karl B. (gustav)


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H. H. schrieb:
> Er meint wohl die 6x39mm Soffitte für Siedle Türstationen.
H. H. schrieb:
> Ich würde auf LED umrüsten, da gibts passendes in retrofit.
Hi,
letzter Wechsel hier der 11x39-er 2016 auf LED Sof.-L 4 Chip weiss 12V 
drin
mit Sockelhalter 13x41
kein Austausch mehr nötig. Und ist heller.
Egal ob DC oder AC. Ob 12V oder 14V Ob -20 ° oder +40 °.
Leider bei C* unter Artikelnummer 150468 EAN 98500024 nicht mehr im 
Lieferprogramm
Aber Sofittenhalter 582750 noch im Programm

https://www.amazon.de/Scharnberger-LED-Soffittenlampe-35146-Signallampe-4034451351462-Lichtfarbe-Weiss/dp/B00M1MTKHO/ref=sr_1_2?dchild=1&keywords=soffitte+led+39mm&qid=1620563237&sr=8-2

Oben die Original-Glühdraht-Sofitte,
unten die LED-Ersatz-Sofitte

ciao
gustav

P.S.: Die zur Sicherheit mitbestelle Fassung brauchte ich dann doch 
nicht,
passte auch in alten Halter.

: Bearbeitet durch User
von Irgend W. (Firma: egal) (irgendwer)


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huzd schrieb:
> Daraus würde ich der mathematischen Theorie nach dieses folgern:
> 18V mit 3W ergeben 0,16666A --> 12V mit 2W ergeben 0,1666A.
> Also linear mit Faktor 1,5 runter gerechnet. Ist das soweit richtig?

Nein, der Strom wird mit niedrigerer Spannung ja auch niedriger.
Tun wir mal so die Lampe wäre ein ohmischer Widerstand:

3W/18V -> 167mA = 108Ohm
12V -> 108Ohm = 111mA

Wenn du jetzt 10V am der Lampe haben wolltes wären das:

Lampe 10V -> 108Ohm = 93mA
R 2V -> 93mA = 21,6Ohm / 0,2W

Und, ja der Widerstand der Lampe wird sich durch die´geänderte 
Betriebstemperatur etwas ändern, aber als Überschlagsrechung für einen 
Glühobstvorwiderstand ist das alles hinreichend genau.

von HildeK (Gast)


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huzd schrieb:
> Als Eingangsspannung haben wir 12VAC (Wechselstrom). Auf der bisherigen
> Lampe steht 18V, 3W.
Wenn sie für 18V ausgelegt ist, dann sollte sie an 12V dich fast 
überleben 😀. Hast du die Spannung an der Lampe mal gemessen? Man sagt, 
dass bereits 20% Unterspannung das Leben einer Glühlampe ca. fünffach 
verlängern (gilt nicht bei Halogenlampen!). Und deine wird bereits mit 
33% Unterspannung betrieben - irgendwas passt da nicht.

> Daraus würde ich der mathematischen Theorie nach dieses folgern:
> 18V mit 3W ergeben 0,16666A --> 12V mit 2W ergeben 0,1666A.
> Also linear mit Faktor 1,5 runter gerechnet. Ist das soweit richtig?
Welche Theorie?
Wenn man annehmen würde, dass die Lampe einen konstanten Widerstand hat 
(was leider nicht so ist), dann wäre der bei 18V/3W nach R=U²/P rund 
110Ω.

Und an 12V würden dann 12V/110Ω=110mA fließen, entsprechend 1.3W.
Jetzt willst du auf 8V herunter, also fließen noch 8V/110Ω≈75mA.
4V und 75mA ergäben einen Vorwiderstand von 53Ω - mit einer 
Belastbarkeit von > 300mW.

Der Lampenwiderstand mit 110Ω ist allerdings nur bei 18V und nach der 
Einschaltphase richtig. Mit weniger Spannung betrieben ist die Wendel 
kälter und damit (evtl. deutlich) niederohmiger. Der errechnete 
Widerstand wird also eher niedriger sein müssen. Probier doch einfach 
mal 47Ω oder 33Ω aus und messe, was an der Lampe noch anliegt bzw. 
begutachte, ob sie dir noch hell genug erscheint.

von H. H. (Gast)


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HildeK schrieb:
> Man sagt,
> dass bereits 20% Unterspannung das Leben einer Glühlampe ca. fünffach
> verlängern (gilt nicht bei Halogenlampen!). Und deine wird bereits mit
> 33% Unterspannung betrieben - irgendwas passt da nicht.

Leerlaufspannug bereits 14V. Und wenns noch ein 220V Trafo ist, dann 
sogar 14,6V. Und wenn die Netzspannungstoleranz nach oben ausgenutzt 
wird, dann sogar 16V.

Ratzfatz sinds nur noch ein paar Monate.

Die passenden Glühlampen in 24V gibts für kleines Geld sogar bei 
Völkner/Conrad, "Barthelme 00332403".

von H. H. (Gast)


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huzd schrieb:
> für LED bin ich gerne offen, aber welche gibt es da?

Für Siedle hatte ich die selbst angefertigt. :-(

von Rainer V. (a_zip)


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huzd schrieb:
> Als Eingangsspannung haben wir 12VAC (Wechselstrom). Auf der bisherigen
> Lampe steht 18V, 3W.

Erst mal wäre doch die Frage, warum die Lampe(sorry: Birne) abkackt! Bei 
einem Klingeltrafo mit 12V und einer Lampe mit 18V/3W sollte da 
überhaupt nix passieren. Was passiert da also?? "Die Experten sind 
ratlos" mein Lieblingsspruch
Gruß Rainer

von HildeK (Gast)


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H. H. schrieb:
> Leerlaufspannug bereits 14V. Und wenns noch ein 220V Trafo ist, dann
> sogar 14,6V. Und wenn die Netzspannungstoleranz nach oben ausgenutzt
> wird, dann sogar 16V.
>
> Ratzfatz sinds nur noch ein paar Monate.

Naja, es ist noch immer eine 18V-Lampe, würde also bei deiner 
Worst-Case-Betrachtung trotzdem noch mit 11% Unterspannung betrieben.

Vielleicht ist aber eine 8V-Lampe drin und der TO hat falsch abgelesen?

von Udo S. (urschmitt)


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HildeK schrieb:
> Naja, es ist noch immer eine 18V-Lampe, würde also bei deiner
> Worst-Case-Betrachtung trotzdem noch mit 11% Unterspannung betrieben.

Die leuchtet halt 24/7/365.
Unsere hat ca. 20 Jahre gehalten. Musste ich vor einigen Monaten 
wechseln.

von Günni (Gast)


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Karl B. schrieb:
> Hi,
> letzter Wechsel hier der 11x39-er 2016 auf LED Sof.-L 4 Chip weiss 12V
> drin
> mit Sockelhalter 13x41
> kein Austausch mehr nötig. Und ist heller.
Ich hatte das gleiche Problem und wollte als Ersatz dann auch eine 
SoffittenLED-Lampe einsetzen. Aber die war etwas dicker als die 
Original-Glühfadenlampe und passte nicht. Ich habe dann 2 antiparallel 
geschaltete weiße LEDs mit einem Vorwiderstand von 1 kOhm eingebaut. 
Dann ist zwar der Strom durch die LEDs unter 20mA, die Helligkeit 
reichte aber für das Klingelschild mühelos aus.
Wenn man wie oben beschrieben die beiden LEDs mit unterschiedlicher 
Polarität parallel schaltet, leuchtet eine bei der positiven und eine 
bei der negativen Halbwelle und die Durchlassspannung der gerade 
leuchtenden LED begrenzt die Sperrspannung an der anderen auf 
unschädliche Werte (unterhalb der Durchbruchsspannung). Als "Feigling" 
habe ich aber mit jeder der LEDs eine "Feld-Wald-Wiesen"-Diode 1N4148 in 
Reihe geschaltet, damit diese die Sperrung der "falschen" Halbwelle 
übernimmt und die LED schützt. Die ganze Schaltung war so klein, dass 
sie mühelos in den verfügbaren Bauraum passte. Die geringe 
Leistungsaufnahme führt zu keiner Erwärmung. Die ursprüngliche Lampe 
hatte über die Jahre schon zu einer leichten Verfärbung und Versprödung 
des Kunststoffs geführt.

von Karl B. (gustav)


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HildeK schrieb:
> Probier doch einfach
> mal 47Ω oder 33Ω aus und messe, was an der Lampe noch anliegt bzw.
> begutachte, ob sie dir noch hell genug erscheint.


Hi,
Sofittenlampe: Grothe 91 17V
Test:
15V Gleichspannung (in Ermangelung eines Klingeltrafos)
51 Ohm Widerstand (E24-er Reihe)
Einmal mit, einmal ohne Widerstand in Reihe.
Also, minimaler Helligkeitsunterschied
Und die Kamera gibt das noch falsch wieder.
Bei voller Tageslichteinstrahlung ist nur ein rötliches Glühen 
feststellbar.

ciao
gustav

: Bearbeitet durch User
von Elektrofan (Gast)


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> Daraus würde ich der mathematischen Theorie nach dieses folgern:
> 18V mit 3W ergeben 0,16666A --> 12V mit 2W ergeben 0,1666A.
> Also linear mit Faktor 1,5 runter gerechnet. Ist das soweit richtig?

Man beachte die Zahl der Nachkommastellen,
wobei die Rundung definitiv falsch ist! ---

Woanders werden mal eben

- Millionen mit Milliarden,
- kW*h mit kW bzw. kW/h
- Gigawatt und Gigabyte/Innen
- Schwermetalle mit Kobolden/Innen

verwechselt, öfters von diversen/innen Koryphäen/Innen.

Ergo:
SOOO genau Technik muss doch gar nicht funktionieren,
Hauptsache sie funktioniert überhaupt noch!

von Karl B. (gustav)


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Hi,
war noch nicht fertig:

Karl B. schrieb:
> Und die Kamera gibt das noch falsch wieder.
> Bei voller Tageslichteinstrahlung ist nur ein rötliches Glühen
> feststellbar.

Bild dazu. Ist aber immer noch zu hell wiedergegeben worden von der 
Kamera.
In Wirklichkeit ist das Glühen schwächer.
Der Widerstand ist unterdimensioniert wattmäßig.
Für ein paar Sekunden Test reicht es.

ciao
gustav

P.S.: Die Ersatz LED ist da geradezu extrem hell. Man muss aber auf 
Montageposition achten. Der Abstrahlwinkel ist nicht mehr 360°.
Fällt aber nicht schwer, man dreht sie halt richtig in der Halterung, so 
wie man es haben möchte.

: Bearbeitet durch User
von Wolfgang (Gast)


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Rainer V. schrieb:
> Erst mal wäre doch die Frage, warum die Lampe(sorry: Birne) abkackt! Bei
> einem Klingeltrafo mit 12V und einer Lampe mit 18V/3W sollte da
> überhaupt nix passieren. Was passiert da also??

Vermutlich wird der Trafo nicht mit Nennlast betrieben und liefert 
entsprechend mehr Spannung - mindestens im Einschaltmoment.

huzd schrieb:
> Als Eingangsspannung haben wir 12VAC (Wechselstrom).

Was habt ihr? 12VAC gemessen oder 12VAC auf einem geduldigen Stück 
Papier/Plastik gelesen?

von HildeK (Gast)


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Udo S. schrieb:
> Die leuchtet halt 24/7/365.
Klar.
> Unsere hat ca. 20 Jahre gehalten. Musste ich vor einigen Monaten
> wechseln.
Das ist doch eine ganz ordentliche Lebensdauer.

Wolfgang schrieb:
> Vermutlich wird der Trafo nicht mit Nennlast betrieben und liefert
> entsprechend mehr Spannung - mindestens im Einschaltmoment.

Gerade im Einschaltmoment eher weniger Spannung wegen des 
Kaltwiderstandes der Glühwendel.

> Was habt ihr? 12VAC gemessen oder 12VAC auf einem geduldigen Stück
> Papier/Plastik gelesen?
Die Frage ist durchaus berechtigt. Das wäre ja auch das Erste, was man 
messen sollte, wenn die Lebensdauer der Lampe ungewöhnlich kurz ist.

von Karl B. (gustav)


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HildeK schrieb:
> Die Frage ist durchaus berechtigt. Das wäre ja auch das Erste, was man
> messen sollte, wenn die Lebensdauer der Lampe ungewöhnlich kurz ist

Hi,
oder stärkere Vibrationen, Erschütterungen.

ciao
gustav

von Manfred (Gast)


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Karl B. schrieb:
> Die Ersatz LED ist da geradezu extrem hell. Man muss aber auf
> Montageposition achten. Der Abstrahlwinkel ist nicht mehr 360°.

Man kann die LED etwas entschärfen, wenn man den Kopf anschleift. Bei 
Pollin gab es mal weiße LEDs mit konkavem Kopf, leider mit einer total 
widerlich bläulichen Lichtfarbe.

von Karl B. (gustav)


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Manfred schrieb:
> Man kann die LED etwas entschärfen, wenn man den Kopf anschleift.

Hi,
Hast Du Bild angesehen?
https://www.mikrocontroller.net/attachment/516178/Sofitten_.jpg
Da sind Gleichrichter, KSQ und 4 LED-Chips drin.
Und das Ganze in "Sofittengehäuse" montiert.
Das Einzige zur Lichtreduzierung: man dreht sie um. Das Montageplättchen 
ist gelb und lässt Licht durch.
Aber die Leute wollen ja möglichst helle Hinterleuchtung auch bei 
Tageslicht und Sonnenschein drauf.

ciao
gustav

: Bearbeitet durch User
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