Wasserdichte LED Leisten

michi3821 · Sa, 23.10.10, 16:18

Hallo,
ich muss demnächst einen ca. 100 Meter langen Weg beleuchten und möchte dies gerne mit den Wasserdichten SuperFlux-LED Leisten verwirklchen.
geplant sind knapp 20 Leisten was alle 4 Meter eine Leiste ergeben würde.
Nun ist die Frage wie kann ich dies mit einem Netzteil verwirklichen?
Kann ich soviele Leisten Überhaupt hintereinander in reihe schalten damit noch etwas ankommt oder ist die Länge von 100 Metern schon ein problem?

Vielen Dank schonmal

Sailor · So, 24.10.10, 09:31

michi3821 hat geschrieben:Kann ich soviele Leisten Überhaupt hintereinander in reihe schalten damit noch etwas ankommt oder ist die Länge von 100 Metern schon ein problem?

Nein, das geht nicht. Dafür sind die Leiterbahnen auf den Leisten nicht ausgelegt. Die Leiterbahnen der ersten Leiste wirken als Sicherung: sie brennen durch und unterbrechen den Stromkreis.

Selbst die acht Leisten, die lt. Beschreibung möglich sind, sollten nur dann ausgenutzt werden, wenn keine andere Lösung möglich ist.

Die Lösung in Deinem Fall: Zwei Leitungen hinter den Leisten parallel verlegen und z.B. nach jeder vierten Leiste eine Stichleitung zu den Anschlüssen führen.

Mein Vorschlag: Netzteil in der Mitte der Strecke plazieren und Leitungen mit mindestens 4 mm² parallel zu den Leisten führen. Einspeisung in der Mitte, am jeweiligen Ende und nochmal auf halber Strecke. So hälst Du den Spannungsverlust deutlich unter einem Volt.

Herzlich Willkommen im Forum!

michi3821 · So, 24.10.10, 10:58

okay das wäre zumindest einmal eine mögliche lösung, herzlichen dank scho einmal dafür, nur mein problem ist dass ich zwischen dieser strecke keine 12V einspeisung ermöglichen kann sondern nur am Anfang.
Nun ist die andere Idee ob es möglich ist alle Leisten ca.24 Stück paralell an ein Netzteil zu hängen, denn rein rechnerisch sollte dies ja möglich sein ( Netzgerät 12V 5A und pro Leiste 0,2A) was ja eigentlich bedeutet dass ich dort 25 Leisten mit je 0.2A betreiben könnte. Nun ist natürlich die Fragen was kommt am Ende der 100meter Leitung noch für Spannung/Strom raus......

Irgendwie hab ich da eine kleine Blockade im Kopf evtl kann mir jemand helfen.

Sailor · So, 24.10.10, 11:14

michi3821 hat geschrieben:Nun ist natürlich die Fragen was kommt am Ende der 100meter Leitung noch für Spannung/Strom raus......

Da kommt kein Strom mehr an der letzten Leiste an, die Spannung wird in diesem Fall unweigerlich in der ersten Leiste unterbrochen, weil die Leiterbahn als Sicherung wirkt. Mit etwas Glück leuchtet noch ein Teilabschnitt der ersten Leiste.

Allein auf den dünnen Leiterbahnen der ersten Leiste wird eine Leistung von deutlich über zwei Watt in Wärme umgesetzt. Wie viel genau könnte ich erst berechnen, wenn ich die exakten Maße der Leiterbahnen hätte.

michi3821 · So, 24.10.10, 11:21

Also das es bei einer reihenschaltung der Leisten nicht klappt leuchtet mir nun ein, aber warum soll es nicht funktionieren wenn ich jede leiste quasi extra von einem spannunsführendem leiter abzweige??? bin da etz ein wenig verwirrt

Sailor · So, 24.10.10, 12:44

michi3821 hat geschrieben:ber warum soll es nicht funktionieren wenn ich jede leiste quasi extra von einem spannunsführendem leiter abzweige???

Das geht - war wohl ein Missverständnis. Dieser spannungsführende Leiter sollt 4 mm² haben, dann hat die letzte Leiste noch mehr als 10,5 Volt, bei 6 mm² Leitungen noch mehr als 11 Volt (ausgehend von 100 Metern Länge, also 200 Metern Leitung und max. 4 Ampere).

michi3821 · So, 24.10.10, 12:52

also hab ein netzteil mit 5A und werd wohl einen 4mm² leitung nehmen und dann sollte des klappen gelll♠

Achim H · Mo, 25.10.10, 05:54

also hab ein netzteil mit 5A und werd wohl einen 4mm² leitung nehmen und dann sollte des klappen gelll♠

Das wird reichlich eng.

Sailor hat geschrieben:Dieser spannungsführende Leiter sollt 4 mm² haben, dann hat die letzte Leiste noch mehr als 10,5 Volt, bei 6 mm² Leitungen noch mehr als 11 Volt (ausgehend von 100 Metern Länge, also 200 Metern Leitung und max. 4 Ampere).

Unter Berücksichtigung der elektrischen Leitfähigkeit bei Raumtemperatur (20 Grad Celsius).

Kupfer ändert seine elektrische Leitfähigkeit (bis 140ºC relativ linear) je Grad Celsius um das ca. 0,0039fache = 0,39%.
In den technischen Details der wasserdichten Superflux-Leisten ist ein Betrieb im Temperaturbereich (relativ plausibel, obwohl im Winter kann es auch bis Minus 30 Grad kalt werden) angegeben. Mit diesen maximalen Temperaturen ändert sich auch die elektrische Leitfähigkeit im Kabel. Ist es heißer als 20 Grad Celsius, nimmt die elektrische Leitfähigkeit ab, der spezifische Widerstand ist dann größer. Ist es kälter als 20 Grad Celsius, nimmt die elektrische Leitfähigkeit zu, der spezifische Widerstand ist dann kleiner.

elektrische Leitfähigkeit von Kupfer bei Raumtemperatur (+20°C): 58 Siemens
elektrische Leitfähigkeit von Kupfer bei +50°C:
Differenz: 50°C - 20°C = 30°C
30°C = 30 x 0,39% = 11,7%

100% - 11,7% = 88,3%

58 x 88,3%
-------------- = 51,214 Siemens
100%

elektrische Leitfähigkeit von Kupfer bei -20°C:
Differenz: +20°C - -20°C = 40°C
40°C = 40 x 0,39% = 15,6%

100% + 15,6% = 115,6%

58 Ohm x 115,6%
-------------------- = 67,048 Siemens
100%

Da die elektrische Leitfähigkeit im Hochsommer schlechter ist, rechnen wir ab hier nur noch mit diesen Werten

Umrechnung der elektrischen Leitfähigkeit in einen spezifischen Widerstand habe ich Online durchgeführt
Online-Rechner

Querschnittsfläche A = ( I x ρ x 2 x L ) / Uv
I = maximale Stromstärke in Ampere
ρ = spezifischer Widerstand von Kupfer (0.014915 Ohm mm²/m bei +50°C)
2 x L = benötigte Kabellänge (hin und zurück)
Uv = angenommener zulässiger Spannungsverlust (typ. 3% bis 5%) in Volt

5% von 12V = 0,4V

A = ((20x 0,2A) x 0,014915 Ohm x 2 x 100m) / 0,4V
A = 11,932 / 0,4V
A = 29,83mm²

Wenn man (wie von Sailor berechnet) einen Spannungsabfall von 1,5V einkalkuliert, dann sollte das Kabel mindestens 7,955mm² haben. Das nächst größere wäre 8 bzw. 10mm².

Wenn Du nur ein Kabel von 4mm² nehmen willst, dann kann der Spannungsabfall bis 3V betragen.

11,932 / Querschnitt [mm²] = Spannungsabfall [V]
11,932 / 4mm² = 2,983V
12V - 2,983V = 9,017V

Ob die letzte Leiste mit nur 9V noch funktionieren wird, möchte ich ernstlich bezweifeln.

mfg Achim

editiert + Rechtschreibfehler beseitigt.

Sailor · Mo, 25.10.10, 08:00

So weit wollte ich gar nicht in die Betrachtung einsteigen. Sie stimmt für michi3821´s Projekt ohnehin nicht, weil ein Teil meiner Betrachtung oben schon eine Korrektur in eine andere Richtung beinhaltet:

Der Strom fließt nicht über die gesamte Leitungslänge. Über den ersten Teilabschnitt fließen 4 Ampere und über jeden weiteren immer 0,2 Ampere weniger, so dass über den letzten Teilabschnitt der Leitung nur noch 0,2 Ampere fließen.

Ich habe daher oben gemittelt, da ich die genaue Verteilung der Teilabschnitte nicht kenne. Das ist für das Projekt hinreichend genau.

Zur Temperaturbetrachtung: Selbst bei dauerhaften Temperaturen unter - 20°C wird die Leitung in den belasteten Bereichen durch Erwärmung ihre Leitfähigkeit selbst erhöhen. Ganz so kritisch wird´s in den Normallagen Deutschlands also nicht.

Achim H · Mo, 25.10.10, 08:38

4 Leisten wird man sicherlich auch nicht hintereinander schalten. Dazu wären Kabelverlängerungen zu den montierten Kabelenden von jeweils 0,25m in einer Länge von 4,5m notwendig. Jeder zusätzliche Übergang (Stecker) erhöht nur den Widerstand der gesamten Leitung und dieser ist auf dieser Länge schon beachtlich. Von daher wäre es ratsam, auf diese Verlängerung komplett zu verzichten und stattdesssen beide Ende des anmontierten Kabel an die Hauptleitung zu legen. Die Leiterbahnen funktionieren dann als Erhöhung des Kabelquerschnitt resp. Reduzierung des Kabelwiderstandes (zwar minimal, aber besser als nur einseitig eingespeist). Aber unter 6mm² sollte das Kabel trotzdem nicht sein. Bis 45m Kabellänge ist 4mm² noch in Ordnung, aber für 100m eindeutig zu dünn. Selbst die von Dir berechneten 1,5V Spannungsabfall halte ich für zu hoch.

Wildwing · Mo, 25.10.10, 09:38

Mal kurz ne Frage an Achim H:

Willst Du eigentlich die Physik umkehren oder wie soll ich das verstehen, dass die Leitfähigkeit bei höheren Temperaturen besser wird?!? Der Widerstand nimmt zu, nicht die Leitfähigkeit, sprich genau das Gegenteil ist der Fall.

Gruß Wildwing

Achim H · Mo, 25.10.10, 13:08

Oups!

Wenn man soviel schreibt, verliert man mit Kleinigkeiten schon mal den Überblick. Das kam mir gleich so komisch vor. Ich ändere das jetzt.

Wildwing · Mo, 25.10.10, 13:08

michi3821 · Do, 28.10.10, 18:32

Danke für die vielen hilfreichen antworten und info´s, also ich werd es etz wohl so machen dass ich 4 netzteile auf den 100 metern platziere und die leisten davon versorge um kürzere und dünnere stromleitungen verlegen zu könnnen. Herzlichern Dank nochmal

Sailor · Fr, 29.10.10, 07:49

Bei langen Wegen ist es sinnvoll, so weit wie möglich mit höherer Spannung und daraus resultierendem kleinerem Strom zu arbeiten.

Der gringere Spannungsverlust durch den kleineren Strom bringt schon einen Vorteil. Bedenkt man jedoch auch noch den prozentualen Verlust (2 Volt Verlust in einem 12 Volt System hat erheblich höhere Auswirkungen auf den angeschlossenen Verbraucher als 2 Volt Verlust in einem 230 Volt System), ist Deine Enscheidung richtig.

Nachteil der höheren Spannung ist halt der größere Anspruch an die Sicherheit der Anlage.