Hochleistungsblitz, Bestimmung des exakten Wirkungsgrades

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Lutz
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Hochleistungsblitz, Bestimmung des exakten Wirkungsgrades

Beitrag von Lutz »

Um der vergangenen Diskussion nun den Beweis zu führen, mit einem einstufugen Gegentaktwandler mehr als 50% Wirkungsgrad erzielen zu können, schildere ich nun hier den Weg, wie es möglich ist.

Der Strom- und Spannungsverlauf wird in Echtzeit mit Camcorder am angeschlossenen Multimeter gefilmt und in Excel dargestellt. Parallel hierzu nimmt der Camcorder auf einer zweiten Spur automatisch die Audiospur auf. So kann der exakte Beginn und das Ende des Ladevorgangs ermittelt werden.

Die Kapazität des Elkos wird mit einem guten Kapazitätsmessgerät nachgemessen.

Es wurde ein Foto-Elko der Firma Elinca mit 2.200 µF +20/ -10% an den Wandler angeschlossen. Der exakte Wert beträgt 2.215 µF.

Nachfolgend das grafische Ergebnis: Es wird ein Wirkungsgrad von 66% erreicht. Höhere Kapazitäten von 560 bzw. 700 Ws mit Ladezeiten von 18,24 bzw. 22,8 Sekunden bestätigen das gleiche Ergebnis. Wen es interessiert, der kann es gerne nachbauen. Die Schaltung ist dank geätzter Platine und Stückliste der Bauteile nachbausicher.
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Michael_Kitzig
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Beitrag von Michael_Kitzig »

deine ladekurve fällt zum ende der ladezeit stark ab.
damit ist die sekundärseite nicht optimal angepasst.
ausserdem fehlen angaben zum innenwiderstand der stromquelle.
Zuletzt geändert von Michael_Kitzig am Mo. 20. Feb 06 23:10, insgesamt 1-mal geändert.
Lutz
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Beitrag von Lutz »

Messen oder aus Datenblatt?

Wenn messen, wie?

Glückauf,

Lutz
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micha2
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Beitrag von micha2 »

Sorry Lutz, aber die Diagramme (Kondensatorspannung versus Stromstärke) sind völlig inkohärent!

Betrachten wir (als Beispiel) die Ladezeit von 4,0s - 4,56s im Diagramm:
In dieser Zeitspanne erhöht sich die Kondensatorspannung von 320V auf 360V:
Ec = Eab = 1/2 * 2215 µF * (360² - 320²) V² = 30,12 Ws

Bei angenommener konstanter Primärspannung von 11,6V sinkt in diesem Zeitraum der Primärstrom von 1,5 A auf 0 A "asymptotisch". Den Mittelwert des Primärstomes in diesem Zeitraum nehme ich mal großzügig mit 1A an:
Ezu = 11,6 V * 1 A * 0,56 sec = 6,5 Ws

Eta = Eab / Ezu = (30,12 Ws / 6,5 Ws) * 100 = 463,4 %

Selbst wenn wir den max. Primärstrom von 1,5 A annehmen ist Ezu = 9,74 Ws. Der Wirkungsgrad also immer noch wesentlich größer als 100%

Spätestens hier sollte man das Messverfahren nochmals überarbeiten.
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micha2
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Beitrag von micha2 »

Hi Lutz,
wie lange wollen wir uns (in der Öffentlichkeit) eigentlich noch lächerlich machen? Ich habe eine Behauptung/Theorie (nach bestem Wissen und Gewissen) aufgestellt, der Du (nach bestem Wissen und Gewissen) wiedersprichst. Die Claudia nennt sowas einen "Schwanzvergleich" und der Rest der Forenuser lacht sich (ob unserer Dummheit) tot... Selbstverständlich können wir diesen Disput auch bis ins Unendliche ausdehnen, aber macht das Sinn?

Vorschlag:
Wir treffen uns bei Gelegenheit mal. In einem gut ausgestattetem Labor, mit genügend Zeit und Bier! Dann hauen wir uns unsere Theorien um die Ohren, überprüfen das Ergebniss in der Praxis und veröffentlichen das Resultat hier!
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Lutz
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Beitrag von Lutz »

Spricht im Grunde genommen nichts dagegen. Nur Zeit müsste man haben (Familie, viele Dienstreisen, etc.)

Habe mir aber gestern das Echtzeitvideo nochmal angeschaut.

Die Videokamera zeichnet in Stunden, Minuten und Frames auf. 25 Frames (PAL) werden je Sekunde aufgezeichnet. Dies bedeutet, daß jeder Frame 0,08 Sekunden darstellt.

Mit Hilfe Eurer Anmerkungen habe ich mir die einzelnen Frames nochmal angeschaut. Was passiert, wenn das Relais anzieht: Die Basis der Wandlertransistoren wird entkoppelt und zu diesem Zeitpunkt schaltet der Wandler kurzzeitig ab (Strom = 0), um anschließend bei Unterschreitung eines kleinen Spannungsabfalls (bei mir ca. 3 V) wieder von 357 auf 360 V hochzuladen.
Es darf also der hintere Teil der Kurve nicht auf Null absinkend verbunden werden, sondern der Stromverlauf reißt bei einem Strom x beim Abschaltvorgang ab. Dies habe ich gestern erneut gefilmt und ausgewertet.
Zum Zeitpunkt, wenn das Relais anzieht, sind noch 4,85 Amp. anstehend. Der mittlere Strom beträgt somit rechnerisch 4,75 A. Damit wird zwar der Wirkungsgrad geringfügiger, ist aber immer noch über 60%.
Der Bereich bis 4 Sekunden wurde von mir korrekt dargestellt. Dies habe ich ebenfalls überprüft.
Danke für Eure Hinweise.
Zuletzt geändert von Lutz am Mi. 22. Feb 06 12:49, insgesamt 1-mal geändert.
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Th.Hardebeck
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Beitrag von Th.Hardebeck »

Von wegen: :bier: " mit genügend Zeit und Bier" sollte man nicht an Hochspannung arbeiten.Es könnte sonst sein das man unter Srom steht. :D
Lutz
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Beitrag von Lutz »

So, und nun poste ich zum letzten Mal bzgl. Wirkungsgrad > 50% möglich oder nicht:

In meinen 2.215 µF sind 139,9 Ws Erergie gespeichert.

Um einen Wirkungsgrad > 50% zu erreichen, kann bei 11,6 V und 4,12 sec. permanent mit 5,86 Amp. der Elko gespeist werden. Ich habe im Höchstfall aber 5,63 A gemessen und im Mittel lediglich 4,75 Amp. dafür verbraucht.

Theorie ist Theorie und Praxis ist Praxis.
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Wilm
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Beitrag von Wilm »

Micha,

im Gegensatz zum Lutz sehe ich das ganz pragmatisch:

Du bringst Deinen komerziellen Blitz endlich auf den Markt; Ich kaufe einen; und dann werde ich messen !

Eingangsleistung der Ladeenergie,
Wirkungsgrad der Aufladung,
Lichtleistung und Abbrennzeit. (Alles unter 1/350tel ist Banane )

Ich freue mich schon auf die erste Bestellung Deines Perpeteomolbiles. Auftragseingang bei vernünftigen Preis: 1. April !

GA,
Wilm


PS.: Mein Penisersatz hat bei der letzten Befahrung 110% meiner Erwartungen erfüllt. Ist Deiner auch so lang ?!?
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micha2
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Beitrag von micha2 »

Wilm hat geschrieben:Micha,
...
Ich freue mich schon auf die erste Bestellung Deines Perpeteomolbiles. Auftragseingang bei vernünftigen Preis: 1. April !

GA,
Wilm

PS.: Mein Penisersatz hat bei der letzten Befahrung 110% meiner Erwartungen erfüllt. Ist Deiner auch so lang ?!?
PPS.: Das kommt halt auf die "Erwartungen" an :D
Sollte ich jemals ein "komerzielles" "Perpeteomolbiles" "bei vernünftigen Preis" zum 1. April anzubieten haben: Du bist der ERSTE der das bekommt!!!

Sorry Wilm,
ich habe bekanntermaßen wirklich nichts gegen einen scharfen Disput zur Sache. Aber Deine Art der Auseinandersetzung ist mir dann doch etwas zu niveaulos!
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Michael_Kitzig
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Beitrag von Michael_Kitzig »

natürlich gibt es blitzgeräte mit wirkungsgraden weit über 100% !!
auf dem betriebskostensektor dürfte das abgebildete modell im 5-stelligen bereich liegen... :P
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Claudia
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Beitrag von Claudia »

blitzer beim blitzen geblitzt... pervers! :D
Glück auf!
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micha2
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Zurück zum Thema

Beitrag von micha2 »

Da es selbst für einen aufmerksamen Forenleser kaum noch nachvollziehbar sein dürfte um was es bei dieser Diskussion eigentlich geht,
versuche ich mich mal an einer Zusammenfassung.

Geschichtliches:
Der ursprüngliche Ausgangspunkt war dieser Thread:
http://www.untertage.com/forum/viewtopi ... 90&start=0

Weiter ging’s dann damit:
http://www.untertage.com/forum/viewtopic.php?t=1669

Im Verlauf dieser lebhaften Debatte kam das „Gespräch“ auch auf den Wirkungsgrad von Blitzwandlerschaltungen. Bei meinen eigenen Laborversuchen mit verschiedenen Wandlertopologien (Durchfluss- Sperr- Gegentakt- Halbbrücken- und Vollbrückenwandlern) zur Ladung von Blitzelkos bin ich nie über einen Wirkungsgrad von 50% gekommen.
Warum das so ist/sein sollte/sein muss, habe ich mit diesen Ausführungen versucht aufzuzeigen bzw. zu erklären:
http://www.untertage.com/1-mk2/Wirkungsgrad.htm

Die Richtigkeit dieser Theorie wird zwar von einigen Leuten angezweifelt, aber bisher wurde noch kein mathematischer Gegenbeweis geführt.
Selbstverständlich kann man auch, und das ist in der Naturwissenschaft völlig legitim, eine Theorie durch einen praktischen Gegenbeweis ad absurdum führen. Und eben Dieses versucht Lutz in diesem Thread!
Das ich, als Verfechter der Theorie, offensichtliche Ungereimtheiten in seinen Messprotokollen kritisiere ist ebenso legitim.

Bis zu diesem Punkt ist alles völlig in Ordnung und ich respektiere die Arbeiten von Lutz!!!
Ich habe auch keinerlei Probleme damit, bei einem unangreifbarem Gegenbeweis meine Theorie auf den Müll zu werfen.
Es haben schon wesentlich bessere Elektroniker/Wissenschaftler als ich es je sein werde, sich von liebgewonnen aber falschen Theorien trennen müssen.

Um was es nicht geht:
Es geht hier nicht um persönliche Eitelkeiten, nicht um das Lächerlichmachen anderer Personen bzw. deren Arbeit!
Es geht hier nicht um Eigenwerbung und auch nicht um die Vor- und Nachteile unterschiedlicher Blitzgerätetopologien.
Letzteres könnte man, in sachlichem Rahmen aber durchaus in einem neuen Thread besprechen.
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AlexanderP
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Beitrag von AlexanderP »

Hallo,
habe mir vor zwei Wochen einen Metz CT60-4 Blitz besorgt. Dieser hat also eine Leitzahl von 60 bei ASA100, könnt Ihr mir vielleicht sagen wie man herausbekommen kann wieviel Wsec das Gerät hat? Zum Ausleuchten von größeren Weitungen müsste es eigentlich geeignet sein. Für längere und schmale Strecken verwende ich dann eben eine 50W Lampe und längere Belichtungszeiten. In dem Zusammenhang hätte ich noch zwei Fragen: in einem anderem Beitrag habe ich gelesen dass sich bei längeren Belichtungszeiten "bildrauschen" bemerkbar machen würde. Könntet ihr mir bitte erklären was das ist. Und die letzte Frage wäre: Gibt es irgend einen Einfluss auf die Tiefenschärfe oder die Qualität wenn ich empfindlichere Filme wie z.B. ASA400 oder 800 verwende?
Danke!

Glück Auf!
Alexander
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Beitrag von Claudia »

Glück auf!
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Beitrag von Lutz »

Der CT 45 hat einen 1000 µF Elko bei 330 Volt Betriebsspannung. Brennschlussspannung der Blitzröhre liegt bei ca. 60 V, welche nach jedem Abblitzen im Kondensator ungenutzt verbleiben.

Dies entspricht 1/2 C (U² End - U² Brennschluss) = 52,6 Joule (Ws)

Der CT 60 hat vermutlich 1500 µF eingebaut. Das sind knapp 79 Ws.

Glückauf!

Lutz
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AlexanderP
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Beitrag von AlexanderP »

Danke für die Angaben.
Kann ich eigentlich mit der im Metz CT60 vorhandenen Schaltung einen stärkeren Blitz, durch das Austauschen des Kondensators und der Blitzröhre bauen oder muss ich da gleich die ganze Schaltung anpassen?
Was könnte den ca. so ein Um- bzw. Bau eines 800 Ws Blitzes kosten?

GA
Alexander
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Beitrag von Lutz »

Hallo Alexander,

nein, aufrüsten mit dem CT 60, dafür sind einige Bauteile unterdimensioniert. Der größere Elko und die leistungsfähigere Blitzröhre sind auch von den Dimensionen her nicht in dem Gehäuse unterzubringen. Beim Zünden würde das Plasikgehäuse thermisch überlastet! Ein tragbarer Hochleistungsblitz mit 800 Ws ist vom Handling her unpraktisch, da die 4 kg-Grenze schnell überschritten wird. 640 Ws sind noch recht komfortabel zu bauen. Dies lässt sich, bei geeigneten Gehäusematerialien mit ca. 3 kg Gesamtgewicht realisieren.

Glückauf!

Lutz

http://hometown.aol.de/LMarkworth/Unter ... rafie.html
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Friedolin
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Beitrag von Friedolin »

Hallo Alexander,
bildrauschen tritt nur bei digicams auf. da du ja filme benutzt, musst du dir darüber keine gedanken machen. nun zu der filmfrage...
mit dem ansteigen der empfindlichkeit nimmt auch die körnung der filme erheblich zu !!!! der begriff körnung stammt zwar aus der sw-fotografie (rechtschreibspunk ?), trifft aber bei farbfilmen genauso zu. wer filme über 200 asa benutzt wird sich am ende ärgern....
bei 400/800 oder gar 1600 musst du mal eine Ausschnittvergrößerung versuchen, dann sieht es aus, als würdest du deinen fernseher durch eine lupe betracheten, oder wie ein zeitungsbild aus der tagespresse von 1980...
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Glück Auf !
Friedhelm
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Hoch der Harz und tief das Erz
Jedweder Anbruch erhebt das Herz
(alter Oberharzer Bergmannsspruch)
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Michael_Kitzig
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Beitrag von Michael_Kitzig »

eine andere frage zum thema:
bezugsquellen für schneckenförmige blitzröhren, weiss da jemand was?
ga michael
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Beitrag von Wilm »

Michael_Kitzig hat geschrieben:eine andere frage zum thema:
bezugsquellen für schneckenförmige blitzröhren, weiss da jemand was?
ga michael
z.B. diese hier:

http://optoelectronics.perkinelmer.com/


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