Zündkreisberechnung - Versionsgeschichte

Pyro: Online Zündkreisrechner eingefügt

2016-06-27T18:27:26Z

Online Zündkreisrechner eingefügt

Raini: Das Wort Zündquelle wurde in Stromquelle geändert

2011-03-07T14:05:05Z

Das Wort Zündquelle wurde in Stromquelle geändert

Ivhp: Klammerfehler

2009-12-11T00:59:44Z

Klammerfehler

Gecko: Quadratmillimeter lesbar gemacht

2007-03-05T17:35:23Z

Quadratmillimeter lesbar gemacht

Gecko am 30. November 2006 um 13:00 Uhr

2006-11-30T13:00:04Z

HSE am 29. November 2006 um 15:06 Uhr

2006-11-29T15:06:22Z

HSE am 29. November 2006 um 14:59 Uhr

2006-11-29T14:59:55Z

HSE am 29. November 2006 um 14:59 Uhr

2006-11-29T14:59:09Z

HSE am 29. November 2006 um 14:57 Uhr

2006-11-29T14:57:46Z

HSE am 29. November 2006 um 14:03 Uhr

2006-11-29T14:03:43Z

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 Die genaue Angabe der Werte soll hier nur zeigen, wie gering die Abweichung bei jedem einzelnen Zünder der hinzukommt wird. Fällt jetzt zum Beispiel Zünder 5 komplett aus, wäre die obere Rechnung die selbe - allerdings mit 4 statt mit 5 Zündern, der letzte Rechenschritt im ersten Rechenblock (also nicht die Addition der Zuleitung) würde komplett wegfallen, und wir hätten (nach Addition des Zuleitungswiderstandes) einen zu erwartenden Widerstand von 28,6607 Ohm statt 28,6602 Ohm - ein Unterschied der in der Praxis nicht messbar ist. Der Fehler des letzten Zünders würde hier also bei einer Messung an der Zündquelle unbemerkt bleiben.
+==Weblinks==
 [[Kategorie:Praxis]]
 [[Kategorie:Technik]]

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 ==Serien-/Reihenschaltung==
 ===Grundsätzliches===
-In einer Reihenschaltung (auch Serienschaltung genannt) werden die einzelnen [[Elektroanzünder]] hintereinander in einen Stromkreis eingesetzt (siehe Skizze). Dadurch ist die Stromstärke an jedem Punkt des [[Zündkreis]]es gleich groß. Der Vorteil dieser Schaltung ist, dass man den Gesamtwiderstand des Zündkreises einfach berechnen kann, und Fehler im Aufbau (vergessener Zünder, schlechter elektrischer Kontakt, defekter Zünder) sich durch messbare Unterschiede im Widerstand bemerkbar machen. Reihenschaltungen lassen sich dadurch vor Beginn eines Feuerwerks gut kontrollieren. Ein Nachteil der Schaltung liegt darin, dass alle Zünder in einem Zündkreis den gleichen Typ haben müssen (besser noch aus der gleichen Fertigungscharge stammen sollten). Denn ein einzelner früher auslösender Zünder unterbricht den kompletten Stromkreis, und die restlichen Zünder lösen dann nicht mehr aus. Weiterhin muss die [[Zündquelle]] (Akku, Kurbelzündmaschine,...) bei Zündkreisen mit vielen Zündern (und damit großem Gesamtwiderstand) eine ausreichend große Spannung bereitstellen können, um eine für die Zündung ausreichende Stromstärke zu erreichen.
+In einer Reihenschaltung (auch Serienschaltung genannt) werden die einzelnen [[Elektroanzünder]] hintereinander in einen Stromkreis eingesetzt (siehe Skizze). Dadurch ist die Stromstärke an jedem Punkt des [[Zündkreis]]es gleich groß. Der Vorteil dieser Schaltung ist, dass man den Gesamtwiderstand des Zündkreises einfach berechnen kann, und Fehler im Aufbau (vergessener Zünder, schlechter elektrischer Kontakt, defekter Zünder) sich durch messbare Unterschiede im Widerstand bemerkbar machen. Reihenschaltungen lassen sich dadurch vor Beginn eines Feuerwerks gut kontrollieren. Ein Nachteil der Schaltung liegt darin, dass alle Zünder in einem Zündkreis den gleichen Typ haben müssen (besser noch aus der gleichen Fertigungscharge stammen sollten). Denn ein einzelner früher auslösender Zünder unterbricht den kompletten Stromkreis, und die restlichen Zünder lösen dann nicht mehr aus. Weiterhin muss die Stromquelle (Akku, Kurbelzündmaschine,...) bei Zündkreisen mit vielen Zündern (und damit großem Gesamtwiderstand) eine ausreichend große Spannung bereitstellen können, um eine für die Zündung ausreichende Stromstärke zu erreichen.
 ===Berechnung===
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 Damit ein Elektroanzünder sicher auslöst, muss seine Ansprechstromstärke überschritten werden (0,6 A für A-Anzünder, 1,3 A für U-Anzünder, näheres unter dem Stichwort "[[Elektroanzünder]]"). Um mehrere Anzünder in Reihe auszulösen, sollte die Stromstärke über diesen Minimalwerten liegen, um die Fertigungstoleranzen der Anzünder auszugleichen.
-In einer Serien- oder Reihenschaltung ist die Stromstärke I an jeder Stelle eines [[Zündkreis|Zündkreises]] gleich groß und abhängig von der Spannung U der [[Zündquelle]] (Akku, Kurbelzündmaschine, etc) sowie dem Gesamtwiderstand R des Zündkreises und wird durch das Ohmsche Gesetz beschrieben:
+In einer Serien- oder Reihenschaltung ist die Stromstärke I an jeder Stelle eines [[Zündkreis|Zündkreises]] gleich groß und abhängig von der Spannung U der Stromquelle (Akku, Kurbelzündmaschine, etc) sowie dem Gesamtwiderstand R des Zündkreises und wird durch das Ohmsche Gesetz beschrieben:
   R = U/I

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	Die mögliche Anzahl der Zünder in einem Zündkreis ergibt sich aus		Die mögliche Anzahl der Zünder in einem Zündkreis ergibt sich aus
−	n=(U<sub>Zündquelle</sub>/I<sub>benötigt</sub>) - R<sub>Leitung</sub>)/R<sub>Anzünder</sub>	+	n=(U<sub>Zündquelle</sub>/I<sub>benötigt</sub> - R<sub>Leitung</sub>)/R<sub>Anzünder</sub>

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 Die Zündleitung aus Kupfer habe einen Leitungsquerschnitt von 0,25 mm&#178; und eine Länge von insgesamt 50 m (Achtung: Hin- und Rückleitung nötig).
 Die Zündleitung hat also einen Widerstand von
-  R<sub>Leitung</sub>=(0,018 &Omega; mm&#178/m)/(0,25 mm&#178) * 50 m = '''3,6 Ohm'''
+  R<sub>Leitung</sub>=(0,018 &Omega; mm<sup>2</sup>/m)/(0,25 mm<sup>2</sup>) * 50 m = '''3,6 Ohm'''
 (Formeln und Werte für andere Materialien unter dem Stichwort "[[Zündleitung]]").

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 [[Bild:Reihenschaltung.gif|thumb|Reihenschaltung]]
 ==Serien-/Reihenschaltung==
 '''"Wie viele Zünder kann man in Reihe schalten?"'''
-Damit ein [[Elektroanzünder]] sicher auslöst, muss seine Ansprechstromstärke überschritten werden (0,6 A für A-Anzünder, 1,3 A für U-Anzünder, näheres unter dem Stichwort "[[Elektroanzünder]]"). Um mehrere Anzünder in Reihe auszulösen, sollte die Stromstärke über diesen Minimalwerten liegen, um die Fertigungstoleranzen der Anzünder auszugleichen.
+Damit ein Elektroanzünder sicher auslöst, muss seine Ansprechstromstärke überschritten werden (0,6 A für A-Anzünder, 1,3 A für U-Anzünder, näheres unter dem Stichwort "[[Elektroanzünder]]"). Um mehrere Anzünder in Reihe auszulösen, sollte die Stromstärke über diesen Minimalwerten liegen, um die Fertigungstoleranzen der Anzünder auszugleichen.
 In einer Serien- oder Reihenschaltung ist die Stromstärke I an jeder Stelle eines [[Zündkreis|Zündkreises]] gleich groß und abhängig von der Spannung U der [[Zündquelle]] (Akku, Kurbelzündmaschine, etc) sowie dem Gesamtwiderstand R des Zündkreises und wird durch das Ohmsche Gesetz beschrieben:
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 * der Spannung, die die Zündquelle liefert -> U<sub>Zündquelle</sub>
-===Rechenbeispiel:===
+===Rechenbeispiel===
 Mit einem 12 V-Akku sollen mehrere A-Zünder in Reihe gezündet werden, die Stromstärke soll dabei mindestens 0,8 A betragen. Jeder Anzünder habe einen Widerstand von 2 &Omega;.
 Die Zündleitung aus Kupfer habe einen Leitungsquerschnitt von 0,25 mm&#178; und eine Länge von insgesamt 50 m (Achtung: Hin- und Rückleitung nötig).
-Die Zündleitung hat also einen Widerstand von 0,072 &Omega;/m * 50 m = 3,6 &Omega;.
+Die Zündleitung hat also einen Widerstand von
 (Formeln und Werte für andere Materialien unter dem Stichwort "[[Zündleitung]]").
-Alle Werte in die Gleichung eingesetzt:
+Alle Werte in die Gleichung eingesetzt, um die Anzahl der Zünder zu berechnen:
-n= (12 V/0,8 A - 3,6 &Omega;) / 2 &Omega; = 11,4/2 = 5,7
+ n= (12 V / 0,8 A - 3,6 &Omega;) / 2 &Omega; = 11,4 / 2 = '''5,7'''
 Man kann in diesem Fall bis zu 5 Zünder in Reihe schalten, ohne die Stromstärke von 0,8 A zu unterschreiten.

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 Bei einem sonst einfach zu berechnenden Zündkreis mit 5 Verzweigungen ist man also ganz schnell bei 4 Einzelrechnungen - die jede für sich fehleranfällig ist, da sie nicht nur aus einer einfachen Additionen besteht.
 ===Rechenbeispiel===
 Das folgende Rechenbeispiel verdeutlicht dies, es bezieht sich auf die nebenstehende Skizze der Parallelschaltung. Der Einfachheit halber gehen wir davon aus, das die Widerstände der Kabel und Zünder bereits vorher durch eine entsprechende Rechnung (siehe oben) ermittelt wurden. Gegeben sind folgende Parameter:

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 [[Bild:Parallelschaltung.gif|thumb|Parallelschaltung]]
 ==Parallelschaltung==
 Bei der Parallelschaltung werden die einzelnen Zünder nicht hintereinander, sondern nebeneinander geschaltet. Das bedeutet, das jeder Zünder ohne den Umweg über einen weiteren Zünder direkt an der Zündquelle angeschlossen ist (siehe Skizze). Der Vorteil bei dieser Schaltung ist, das man mit einer sehr viel geringeren Zündspannung viele Zünder zünden kann. Neben der geringeren benötigten Zündspannung ist die Ausfallsicherheit bei einem parallel gezündeten Kreis erheblich größer, da ein defekter (oder z.B. abgerissener) Zünder nicht gleich Auswirkungen auf den gesamten Kreis hat. Dieses Argument fällt allerdings im Vergleich zur Reihenschaltung weg, wenn sowieso alle Zündkreise vor Beginn der Show kontrolliert werden. Ein Anwendungsfall, bei dem sich der Einsatz einer Parallel- oder gemischten Reihen- und Parallelschaltung nicht vermeiden lässt, ist der Einsatz mehrerer unterschiedlicher Zündertypen in einem Kreis. Da verschiedene Zünder unterschiedliche Ansprechstromstärken besitzen, würde bei unterschiedlichen Zündertypen der A-Zünder sehr viel früher auslösen und den Stromkreis unterbrechen, so das die U-Zünder nicht mehr auslösen könnte.
 Diesen Vorteilen stehen jedoch einige gravierende Nachteile gegenüber, so dass diese Schaltungsart bei professionellen Feuerwerken nur in Sonderfällen zum Einsatz kommt. Das bedeutenste Manko der Parallelschaltung ist, dass sich die Kontrolle des Zündkreises äußerst schwierig gestaltet. Ein defekter oder falsch angeschlossener Zünder macht sich nämlich bei der Kontrolle mit einem [[Multimeter]] nur in einer äußerst geringen Änderung des Widerstandes bemerkbar. Eine solche geringe Abweichung kann jedoch auch durch den Übergangswiderstand an den Verbindungsstellen oder durch geringfügig abweichende Kabelquerschnitte zustande kommen, so das im Zweifel nicht eindeutig feststellbar ist ob es überhaupt ein Problem mit einem der Zünder gibt.

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	R<sub>Gesamt</sub> = R<sub>Zuleitung</sub> + R<sub>Rest 1</sub> = <b>28,6602 Ohm</b>		R<sub>Gesamt</sub> = R<sub>Zuleitung</sub> + R<sub>Rest 1</sub> = <b>28,6602 Ohm</b>

−	Die genaue Angabe der Werte soll hier nur zeigen, wie gering die Abweichung bei jedem einzelnen Zünder der hinzukommt wird. Fällt jetzt zum Beispiel Zünder 5 komplett aus, wäre die obere Rechnung die selbe - allerdings mit 4 statt mit 5 Zündern, der letzte Rechenschritt im ~~erten~~ Rechenblock (also nicht die Addition der Zuleitung) ~~weg~~, und wir ~~haben~~ (nach Addition des Zuleitungswiderstandes) einen zu erwartenden Widerstand von 28,6607 Ohm statt 28,6602 Ohm - ein Unterschied der in der Praxis nicht messbar ist. Der Fehler des letzten Zünders würde hier also bei einer Messung an der Zündquelle unbemerkt bleiben.	+	Die genaue Angabe der Werte soll hier nur zeigen, wie gering die Abweichung bei jedem einzelnen Zünder der hinzukommt wird. Fällt jetzt zum Beispiel Zünder 5 komplett aus, wäre die obere Rechnung die selbe - allerdings mit 4 statt mit 5 Zündern, der letzte Rechenschritt im ersten Rechenblock (also nicht die Addition der Zuleitung) würde komplett wegfallen, und wir hätten (nach Addition des Zuleitungswiderstandes) einen zu erwartenden Widerstand von 28,6607 Ohm statt 28,6602 Ohm - ein Unterschied der in der Praxis nicht messbar ist. Der Fehler des letzten Zünders würde hier also bei einer Messung an der Zündquelle unbemerkt bleiben.