Warum haben Netzteile einen maximalen Strom?
Hi, auf vielen Netzteilen steht jeweils der Strom drauf welches das Netzteil maximal liefern kann. Beispielsweise 24VDC mit maximal 10 Ampere. Das Netzteil wird aber Primärseitig an 230V angeschlossen und kann ja theorethisch mehr als 2kW aufnehmen. Warum kriege ich dann nur 10A Sekundärseitig und nicht irgendwie über 20 Ampere? An was liegt das? Hat das damit zu tun, dass die benötigite Energie Pro Flussdichte im Eisenkern nicht linear sondern exponentiell verläuft? Oder hat es einen anderen Grund?
Danke im vorraus
8 Antworten
Das hat mit den Bauteilen, der Kühlung und Preisen zu tun. Ein Netzteil benötigt, um wirklich fast unbegrenzt Leistung liefern zu können richtig fette Bauteile, also Transistoren, und diese müssen auch noch richtig gut gekühlt werden, weil bei maximaler Belastung werden diese Bauteile warm bzw. heiß.
So etwas kostet Geld für die Bauteile, für die Kühlkörper, für die Lüfter.
Deshalb gibt es Netzteile in unterschiedlichen Leistungsstufen, weil es keinen Sinn macht, ein übermäßig ausgestattetes Netzteil in einer Umgebung zu betreiben, in der nur die Hälte maximal an Strom gebraucht wird.
Es ista uch möglich, das das überdimensionierte Netzteil mehr Verluste generiert als ein entsprechend kleiner dimensioniertes Netzteil.
Jeder Wagen hat eine Beladungsgrenze. Jede Brücke hat ihre Belastungsgrenze. Jedes Elektrogerät hat eine Leistungsgrenze, und jeder Leiter hat eine Strombelastungsgrenze.
"Beispielsweise 24 V DC mit maximal 10 Ampere"
Wenn Du hier den sekundären Stromkreis mit mehr als 10 A belastest, dann schmilzt ein Draht durch wegen Überlastung. Das ist im günstigsten Falle eine Sollbruchstelle in Gestalt einer Schmelzsicherung. Wenn Dir 10 A Stromstärke bzw. 240 Watt Leistung zu wenig sind, musst Du Dir eben ein größeres Netzteil besorgen mit größeren Leiterquerschnitten. Und wie kommst Du jetzt auch noch darauf?:
"Das Netzteil wird aber Primärseitig an 230V angeschlossen und kann ja theorethisch mehr als 2 kW aufnehmen."
Das gewaltige Netzteil mit "mehr als 2 kW" bräuchte schon primärseitig einen Leiterquerschnitt von 1,5 qmm und sekundär noch viel mehr. Wer baut denn so etwas für welchen Zweck?
Gut überlegt.
Im Prinzip funktioniert ein Trafo auch nur mit Spulen, aber dann ist der Teil des Magnetfeldes, der auch die Sekundärspule durchsetzt, sehr viel (mehrere Größenordnungen) geringer. Dafür der magnetische (magnetisch weiche) Kern.
Die Begrenzung liegt nicht nur in der Sättigung der Kernmagnetisierung (wodurch die "magnetischen Streuverluste" stark steigen), sondern auch durch Wirbelströme (kann man durch elektrisch isolierte Einzelbleche stark reduzieren) und direkte Erwärmung durch die Ummagnetisierung. Daneben hat man noch Ohmsche Verluste (Erwärmung durch Stromfluss in den Kupferdrähten).
Man kriegt das zwar alles reduziert, aber dann wird der Trafo entsprechend teurer.
Bevor sich die Schaltnetzteile durchgesetzt hatten, waren selbst Transvormatoren für wenige Watt ziemlich schwere, klobige Dinger, und umso größer, schwerer und unhandlicher, je mehr Leistung sie umsetzen konnten.
Schaltnetzteile beruhen darauf, dass man nicht die 50 Hz Netzfrequenz verwendet, sondern den Strom in hochfrequenten Wechselstrom "zerhackt" bzw. "schaltet". Dadurch muss je Richtungswechsel sehr viel weniger Energie aus elektrischer in magnetische und aus magnetischer wieder in elektrische Energie umgesetzt werden, um dieselbe Leistung zu erhalten. (hier kommt es sehr viel mehr auf die Vermeidung von Wirbelstrom- und Hysterese-Verlusten an, weshalb man kein Eisen, sondern magnetisierbare Keramiken verwendet: https://de.m.wikipedia.org/wiki/Magnetkern#Eigenschaften )
Nachtrag: Man kann aus Transformatoren deutlich höhere Leistungen oder zumindest Ströme ziehen, als das, wozu sie ausgelegt sind, aber die Verluste steigen drastisch an, wodurch das Netzteil so heiß wird, dass es sich selbst zerstören und/oder seine Umgebung in Brand setzen kann.
(Mir sind auch schon Billigstnetzteile bei Betrieb innerhalb der Spezifikationen kaputtgegangen. Inklusive gelöster Lötstelle - hier war vermutlich der Übergangswiderstand von Anfang an zu groß (kalte Lötstelle).)
liegt immer an der bauweise was so ein netzteil rauslässt.nimm zum vergleich einen schweißtrafo da kannst 120A ziehen nur hat er eben mehr gewicht und entsprechend starke wicklungen
meist über ein thermostat,wenn zu heiß abschaltung und eine absicherung
Der Grund ist ziemlich einfach. Das Gerät ist nur für den angegebenen Strom bemessen. Würde man einen höheren Strom entnehmen dann würde sich das Gerät unzulässig stark erwärmen, im schlimmsten Fall sogar Feuer fangen.
Wie wird dann dieser Strom begrenzt? Über eine elektronische Stromregelung?