Weshalb werden Verstärker im Ruhebetrieb heiß?

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chris75
Stammgast
#1 erstellt: 31. Dez 2003, 19:06
Hallo,
mich würde interessieren, weshalb Verstärker heiß werden,
selbst wenn kein Ton wiedergegeben wird und der Lautstärkenregler fast auf null steht? Zumindest bei meinen bisherigen Verstärkern (Yamaha, Sony, NAD) war das immer der Fall.

Gruss,
Christian
Master_J
Moderator
#2 erstellt: 31. Dez 2003, 19:15
Weil sie an sind und ein Ruhestrom fliest.
Der Netzteil-Trafo arbeitet dennoch.

Meine beiden Yamahas sind seit heute Mittag an (ohne Musik) und sind nicht wärmer als eine Hand in der Hosentasche.

Gruss
Jochen
Volkmar
Hat sich gelöscht
#3 erstellt: 31. Dez 2003, 19:17
Hallo,
hängt auch vom Konstruktionsprinzip ab. Bei Class A Verstärkern wird/bleibt es richtig warm (und zieht entsprechend Strom).
Gelscht
Gelöscht
#4 erstellt: 31. Dez 2003, 19:22
Die Class-A-Schaltung zieht immer gleich viel Strom. Ob man leise hört, laut hört und nichts hört. Daher die Wärmeentwicklung.

Gruß,
Daniel
cr
Inventar
#5 erstellt: 31. Dez 2003, 19:34
Ein AB-Verstärker wird normalerweise nur handwarm (meiner zieht dann 60 Watt), was der Wärme einer 60er Birne entspricht, was aber verteilt auf den ganzen Verstärker nicht sonderlich viel ist.
Volkmar
Hat sich gelöscht
#6 erstellt: 31. Dez 2003, 19:47
Meiner zieht im Standby 100W, wenn man sich drüberbeugt, merkt man die warme Luft.

Im Leerlauf sind es dann 200W.
cr
Inventar
#7 erstellt: 31. Dez 2003, 20:11
Das ist aber ein ziemlich teurer Standby mit rund 150 Euro/Jahr.
Volkmar
Hat sich gelöscht
#8 erstellt: 31. Dez 2003, 20:16
Ich habe es noch nicht nachgerechnet, aber was macht man nicht alles für das Hobby
OneStone
Stammgast
#9 erstellt: 01. Jan 2004, 12:12
ich hab 2x3W Class A Röhre, da wirds immer schöööön warm....
Fabian-1988
Stammgast
#10 erstellt: 01. Jan 2004, 13:41
Hängt soweit ich weiß auch vom Wirkungsgrad des NTs ab. Ein NT was an seiner LEistungsgrenze gefahren wird hat einen höheren Wirkungsgrad. Wenn man leise hört, ist die Belastung nicht so hoch, der Wirkungsgrad schlechter und somit gibt es mehr Verlustenergie, die in Wärme umgewandelt wird.
LogicDeLuxe
Stammgast
#11 erstellt: 01. Jan 2004, 20:04
Wenn eine normale Gegentaktentstufe auf leise gestellt mehr als lauwarm wird, dann ist wahrscheinlich ein Transistor defekt. Bei Class A oder Röhrenverstärkern ist das dagegen natürlich normal, daß die heiß werden.
ich hab 2x3W Class A Röhre
Das ist ja nichtmal Hi-Fi. Mindestleistung für Endstufen ist 10 Watt Ausgangsleistung. Die muß ein Class A-Verstärker schon pro Kanal verbraten. Dazu kommen dann noch Röhrenheizung, sonstige Elektronik und Netzteilverluste.
zucker
Moderator
#12 erstellt: 01. Jan 2004, 22:44
@ chris 75

wärmestrahlung ist eine art des energieverlustes, hervorgerufen beim aufeinandertreffen von wenigstens 2 mit masse behafteten teilchen. durch die masse erhält das teilchen einen widerstand, welcher beim bewegen des selbigen überwunden werden muß. es entsteht ein reibungswiderstand.

im fall der endstufe quält sich der strom durch einen oder mehrere transistoren. dabei stellt das wandern der elektronen im siliziumgitter des transistors einen widerstand dar. weil diese elektronen aus ihren positionen geholt und weitergeleitet werden müssen und die elektronen mit masse behaftet sind, braucht es eine gewisse kraft, sie zu lösen und zu "transportieren". dabei ensteht reibungswärme.

die benötigte kraft geht also als strom verloren und findet sich als wärme wieder.
je höher der strom wird, desto mehr elektronen gehen auf wanderschaft und dadurch entseht immer mehr wärme, die dann spürbar wird.

ein wechselstromverstärker arbeitet immer, auch wenn er kein eingangssignal bekommt, welches er verstärken soll. das ist so, weil im schaltungsaufbau des verstärkers einzelne stromkreise vorhanden sind, die zum betrieb unerlässlich sind und immer wirken.
deshalb fließt immer ein gewisser strom, auch durch die endtransistoren, der zur erwärmung der bauteile führt.

da der strom, der durch die end-transistoren fließt, erheblich größer ist als der, der durch die anderen bauteile fließt, werden sie auch wärmer. deshalb haben die end-transistoren einen großen kühlkörper. er ist nötig, um die wärme abzuleiten, die dann mit der hand auf dem gehäuse gefühlt werden kann.

eine gegentakt-endstufe mit ca. 40mA ruhestrom und 2 endtransistoren, ausgelegt bis 400W RMS und kühlern von 250mm x 50mm x 50mm größe, einseitig verrippt, schwarz eloxiert dürfte im leerlauf an die 30° - 35°C nach ca. 1 stunde haben. danach dürfte die temperatur nicht mehr steigen.

darüber hinnaus wird jedes/r kabel, widerstand, kondensator, spule usw. durch den stromfluß durch ihn/sie - selbst erwärmt

herzliche wärme-grüße henry
Volkmar
Hat sich gelöscht
#13 erstellt: 01. Jan 2004, 23:41

wärmestrahlung ist eine art des energieverlustes, hervorgerufen beim aufeinandertreffen von wenigstens 2 mit masse behafteten teilchen. durch die masse erhält das teilchen einen widerstand, welcher beim bewegen des selbigen überwunden werden muß. es entsteht ein reibungswiderstand.

Hallo,

sorry, physikalisch ist dies nicht korrekt.

Wärme ist Bewegung, sonst nichts. Je höher die Bewegungsenergie von Teilchen, desto größer die 'Wärme'.
EInen Energieverlust gibt es auch nicht. Was Du meinst ist, daß bei Prozessen sich Energie aus z.B. Sicht des Ingenieurs in unerwünschte Bewegung (Wärme) umsetzt. Beispiel: Glühlampe. De Wirkungsgrad ist relativ gering, viel Energie geht als Wärme 'verloren'.
cr
Inventar
#14 erstellt: 02. Jan 2004, 00:06
Schlechte Trafos werden zB auch heiß, wenn sekundärseitig gar kein Strom abgenommen wird.
Bestes Beispiel sind diese BillligstNetzteilstecker (zB 9V/1A), die auch im Leerlauf sehr heiß sind. Gute dagegen sind im Leerlauf kaum spürbar erwärmt (<1W Verlustleistung).
Haben dafür auch einen grünen Punkt bekommen.
Miles
Inventar
#15 erstellt: 02. Jan 2004, 00:14

Das ist aber ein ziemlich teurer Standby mit rund 150 Euro/Jahr.


Das spart man wiederum bei den Heizkosten

Ich habe meine Electrocompaniet Class A Endstufe von jemandem abgekauft der die Hitzentwicklung im Sommer nicht mehr ausgehalten hat. Die Verstärker sollen laut Herstellerempfehlung nämlich ständig eingeschaltet bleiben. Zum Glück ist meine Wohnung schattig und auch im Sommer nicht zu heiss.
cr
Inventar
#16 erstellt: 02. Jan 2004, 04:56
... und im Winter kann man länger verreisen, ohne fürchten zu müssen, dass die Wohnung einfriert
Muß man sich dafür nicht fürchten, dass was abbrennt?
Muß man der Brandschutzversicherung den Dauer-Betrieb einer ClassA mitteilen
LogicDeLuxe
Stammgast
#17 erstellt: 02. Jan 2004, 12:03

Das spart man wiederum bei den Heizkosten ;)
Schwaches Argument. Elektrisch heißen hat einen sehr viel schlechteren Wirkungsgrad als mit Öl oder Gas. Entsprechend fallen die Heizkosten auch erheblich höher aus. Dazu kommt auch noch der Sommer, in dem eigentlich nicht geheizt wird. Da dürfen dann Versärker und Klimaanlage die Stromrechnung um die Wette in die Höhe treiben?
Volkmar
Hat sich gelöscht
#18 erstellt: 02. Jan 2004, 12:06
Spielverderber
zucker
Moderator
#19 erstellt: 02. Jan 2004, 12:38
@ volki,

was meinst du, wodurch die wärme bei bewegungen entsteht; durch die reibung.
bei der bewegung von teilen entsteht durch die trägheit selbiger eine reibung und diese energie wird unter anderem in wärmestrahlung umgewandelt. luft hat auch eine masse und besitzt dadurch trägheit.
im vakuum ist da wohl anders, da gibt es keine verluste in der jeweiligen energieart.

die verluste als solches existieren nur in form der umwandlung der energie. verloren, im sinne von einfach weg, gibt es nicht.

das der trafo eine wärmequelle ist, ist klar. ich nahm an, das @ chris 75 die wärmeentwicklung der end-T meinte.

die wärme ist in einer endstufe die verlustleistung, also die energie, die nicht für den bestimmten zweck verwendet werden kann.

im übrigen, bewegung ist auf dieser welt alles, denn es dreht sich immer um schwingungen.
Volkmar
Hat sich gelöscht
#20 erstellt: 02. Jan 2004, 12:55

@ volki,

was meinst du, wodurch die wärme bei bewegungen entsteht; durch die reibung.
bei der bewegung von teilen entsteht durch die trägheit selbiger eine reibung und diese energie wird unter anderem in wärmestrahlung umgewandelt. luft hat auch eine masse und besitzt dadurch trägheit.
im vakuum ist da wohl anders, da gibt es keine verluste in der jeweiligen energieart.

die verluste als solches existieren nur in form der umwandlung der energie. verloren, im sinne von einfach weg, gibt es nicht.

das der trafo eine wärmequelle ist, ist klar. ich nahm an, das @ chris 75 die wärmeentwicklung der end-T meinte.

die wärme ist in einer endstufe die verlustleistung, also die energie, die nicht für den bestimmten zweck verwendet werden kann.

im übrigen, bewegung ist auf dieser welt alles, denn es dreht sich immer um schwingungen.


Hallo zucker,

Du verwechselst hier einiges.

Wärme entsteht nicht bei Bewegung - Wärme ist Bewegung. Da läßt sich leider nicht drüber diskutieren, die Physik ist nun mal so (wobei dieser Irrglaube weit verbreitet ist). Es gibt auch eine Temperatur von nur einem einzigen Teilchen im Vakuum, wenn es mit nichts zusammenstoßen kann und keine 'Reibung' in Deinem Sinne entsteht.

Daher gibt es übrgens auch den absoluten Nullpunkt der Temperatur (an dem es dann keine Bewegung mehr gibt, -273 Grad Celsius). Da es weniger als keine Bewegung nicht gibt, kann es auch keine niedrigere Temperatur geben.

Im übrigen gibt es auch keine 'Wärmestrahlung'. Es gibt elektromagnetische Strahlung, Alphastrahlung, Betastrahlung etc.. Wärmestrahlung gibt es nicht. Was Du wohl meinst ist ein umgangssprachlicher Begriff für etwas, daß schnelle Teilchen aussendet (z.B. ein Heizlüfter, der warme=schnelle Luft ausstößt).

Und schließlich Reibung hat nichts mit der Trägheit der Masse zu tun. Dies sind physikalisch völlig unterschiedliche Dinge. Die Massenträgheit ist eine fundamentale Eigenschaft der Masse (unabhängig von anderen Massen). Massen sind auch im Vakuum träge - dort wo es keine Zusammenstöße mit anderen (Deine 'Reibung') gibt.

Reibung wiederum (wovon es eine Reihe unterschiedlicher Varianten gibt wie Haftreibung, Gleitreibung) hat etwas mit Oberflächeneffekten der beteiligten makroskopischen Materie zu tun.
das_n
Inventar
#21 erstellt: 02. Jan 2004, 13:02
mein yamaha rdx-396 (2*50W)wir auch bei längerem lauthören kaum warm. die frontplatte fühlt sich immernoch "kühl" an, wenn ich dann mit der hand auf den lüfungsschlitzen fühle, merke ich nur leicht was.

der 10 jahre alte yamaha reciever meiner eltern (2*70W) dagegen wird schon richtig warm (samt frontplatte) wenn man er nur im "leerlauf" ist.

kann das auch an verschiedenen Schaltungstechniken liegen?
zucker
Moderator
#22 erstellt: 02. Jan 2004, 16:52
@ hallo volki,

nullpunkt ist klar.

wärmestrahlung? - ist nicht die wärme auch eine welle, eine schwingung und somit also strahlumg?
man spricht doch nur im superkurzwelligen bereich von strahlung. eine alpha oder gammastrahlung ist doch auch eine welle, oder sehe ich das falsch.

mir hat man mal beigebracht, daß durch das anstoßen der atome untereinander, energie in form von wärme freigesetzt wird. das anstoßen kann auch durch externe wärme, also die sonne und ihre reflektierten wellen, ausgelöst werden.
keine sonne, keine natürliche bewegung, aber eine erzwungene bewegung erzeugt wärme

man hat mir auch beigebracht, das körper mit mehr masse eine größere reibung erbringen und an der schnittstelle zu einem anderen körper eine größere wärmemenge freisetzen, als körper mit geringerer masse (gleiche flächen vorausgesetzt).
ein elektron hat doch auch eine oberfläche, die an einem anderen elektron reibt.

wenn es falsch ist, klär mich bitte auf, auch wenn es nichts mit dem thread im eigentlichen sinn zu tun hat

viele grüße - henry
Volkmar
Hat sich gelöscht
#23 erstellt: 02. Jan 2004, 17:15

@ hallo volki,

nullpunkt ist klar.

wärmestrahlung? - ist nicht die wärme auch eine welle, eine schwingung und somit also strahlumg?
man spricht doch nur im superkurzwelligen bereich von strahlung. eine alpha oder gammastrahlung ist doch auch eine welle, oder sehe ich das falsch.

mir hat man mal beigebracht, daß durch das anstoßen der atome untereinander, energie in form von wärme freigesetzt wird. das anstoßen kann auch durch externe wärme, also die sonne und ihre reflektierten wellen, ausgelöst werden.
keine sonne, keine natürliche bewegung, aber eine erzwungene bewegung erzeugt wärme

man hat mir auch beigebracht, das körper mit mehr masse eine größere reibung erbringen und an der schnittstelle zu einem anderen körper eine größere wärmemenge freisetzen, als körper mit geringerer masse (gleiche flächen vorausgesetzt).
ein elektron hat doch auch eine oberfläche, die an einem anderen elektron reibt.

wenn es falsch ist, klär mich bitte auf, auch wenn es nichts mit dem thread im eigentlichen sinn zu tun hat

viele grüße - henry

Hallo Henry,

nein, Wärme ist keine Welle, sondern nur Bewegungsenergie von jedweden Teilchen. Die anderen Strahlungen, die Du nennst sind elektromagentische Wellen (also Licht mit einer längeren oder kürzeren Wellenlänge). Alphastrahlen sind Heliumkerne, aslo etwas ganz anderes.

Durch anstoßen wird keine Energie i Form von Wärme freigesetzt, sondern Bewegungsenergie von einem auf den anderen übertragen. Dadurch nimmt die Bewegungsenergie des anderen zu - er wird wärmer=schneller.

Die Sonne sendet keine Wärmestrahlen aus sondern Licht, Gammastrahlen, UV Strahlen etc (siehe oben). Diese haben eine 'wärmende' Wirkung, weil Ihre Energie von Stoffen absorbiert wird und sich dort als Bewegungsenergie der Teilchen äußert.

Bzgl. Reibung mußt Du unterscheiden. Reibung zwischen Elektronen oder anderen mikroskopischen Teilchen gibt es nicht. Ein Elektron reibt sich nicht an einem anderen. Es ist ein typisches makroskopisches Phänomen von Stoffen. Z.B. die Hände reiben erzeugt Wärme. Wiederum, weil die Moleküle in deiner Hand sich schneller um Ihre Ruhelage bewegen.

Reibung kann mit der Schwere von Dingen zu tun haben, Klettverschlüsse beweisen das Gegenteil. Es hängt wesentlich an der Oberfläche (Eis, Beton, Gras etc.)

Träge Masse meint physikalisch etwas ganz anderes: den Widerstand, den ein Körper gegen eine Änderung seines Bewegungszustandes entgegenbringt (z.B. schneller, langsamer, rechts, links). Das Du beim Bremsen im Auto nach vorne gehst, ist wegen der Trägheit Deiner Masse. Das das Auto überhaupt anhält liegt nicht an den Bremsen, sondern an der Reibung der Reifen auf dem Boden.
zucker
Moderator
#24 erstellt: 02. Jan 2004, 20:30
@ volki

vielen dank für deine ausführungen. ich erkenne, daß an dieser stelle bei mir eine große wissenslücke klaft. das thema ist sehr interessant und vielschichtig. ich würde gerne viel tiefer in diese materie eintauchen, befürchte aber, daß es über den thread nicht ausreichend sein wird. es ist halt besser wenn man direkt spricht.

um zu den elektronen zurüchzukehren - wenn strom fließt, fließt er weil die elektronen wandern. bei dieser wanderung von loch zu loch entsteht doch wärme, die den leiter erhitzt, weil dieser einen widerstand besitzt und dem fluß damit entgegenwirkt.
entsteht die wärme nicht durch das anstoßen und gedränge im kabel, also reibung?

viele grüße henry
Volkmar
Hat sich gelöscht
#25 erstellt: 02. Jan 2004, 20:49
Hallo Henry,

Elektronen wandern im Leiter nicht von Loch zu Loch. Da verwechselst Du etwas mit Halbleitern (Transistoren).

In Metallen haben wir es mit 'freien', ungebundenen Elektronen zu tun, die durch die Wechselspannung hin- und her gezogen werden.

Dies führt nicht zu einer fühlbaren Erwärmung (jedenfalls kenne ich kein Kabel, das sich erwärmen würde).

Du darfst Dir die Elektronen nicht als jede Menge kleine Billardkugeln vorstellen, die sich durch das Kabel quetschen und sich dauernd stoßen und aneinander reiben.
das_n
Inventar
#26 erstellt: 02. Jan 2004, 20:54

Dies führt nicht zu einer fühlbaren Erwärmung (jedenfalls kenne ich kein Kabel, das sich erwärmen würde).


...wenn das kabel zu dünn ist, wird es schon warm. ich merke das immer, wenn ich staubsauge am kabel. das erwärmz sich immer - direkt im knick hinter dem stecker am meissten, da ist es dann lauwarm.

eine glühbirne ist vom prinzip her auch nichts anderes.
Volkmar
Hat sich gelöscht
#27 erstellt: 02. Jan 2004, 21:00

...wenn das kabel zu dünn ist, wird es schon warm. ich merke das immer, wenn ich staubsauge am kabel. das erwärmz sich immer - direkt im knick hinter dem stecker am meissten, da ist es dann lauwarm.

eine glühbirne ist vom prinzip her auch nichts anderes.


Guter Punkt.
zucker
Moderator
#28 erstellt: 02. Jan 2004, 22:55
@ volki

warum guter punkt?

halbleiter - ok

warum wird ein leiter bei stromfluss heiß? warum spricht eine sicherung mit 6A nennstrom bei 6A an un reißt?

wenn metalle freie elektronen haben, warum wird dann ein cu-draht heiß, wenn er bei 0,5mm mit 6A belastet wird.

die glühlampe ist ein blödes beispiel, weil sie der verbraucher ist und sich deshalb die stromstärke selbst einpegelt.
andererseits ist die lampe aber ein indiz für die widerstands-strom-theorie.
durch den stromfluß wird der wolframdraht auf bis zu 2900°C erhitzt. er sendet licht aus und noch mehr wärme als licht. dabei ist die wärme die verlustleistung.
wird das licht und die wärme denn nicht durch das aufeinanderprallen der elektronen durch den leitungswiderstand erzeugt?

also das will ich jetzt aber genau wissen.

henry
Andreas_Kries
Stammgast
#29 erstellt: 02. Jan 2004, 23:21
Hallo Volkmar,

Deine Erläuterungen sind nicht ganz korrekt; die Teilchenbewegung wird als innere Energie eines Körpers, nicht als Wärme bezeichnet. Um Dich zu zitieren: "Da läßt sich leider nicht drüber diskutieren, die Physik ist nun mal so (wobei dieser Irrglaube weit verbreitet ist)."

Als "Wärme" bezeichnet man nur das, was ein Körper abführt, wenn er einen anderen erwärmt, bzw was ein Körper aufnimmt, wenn er erwärmt wird.

"Die Sonne sendet keine Wärmestrahlen aus sondern Licht, Gammastrahlen, UV Strahlen etc" - so Deine Worte. Begrifflich bin ich auch hier nicht ganz einverstanden: Das Spektrum der Sonnenstrahlung umfasst auch jene Frequenzen im infraroten Bereich, die von uns als sog. "Wärmesstrahlung" wahrgenommen werden. Für den Alltag des Nichtphysikers ist das eine ordentliche Bezeichnung.

Nichts für ungut, aber Du legst so viel Wert auf begriffliche Korrektheit - zu Recht! -, dass ich mich auch mal in dieser Weise auslassen musste.

Gruß

Andreas

PS: Übrigens: Glückwunsch zu Deiner Elektronik!


[Beitrag von Andreas_Kries am 03. Jan 2004, 12:04 bearbeitet]
Volkmar
Hat sich gelöscht
#30 erstellt: 02. Jan 2004, 23:46

Hallo Volkmar,

Deine Erläuterungen sind nicht ganz korrekt; die Teilchenbewegung wird als innere Energie eines Körpers, nicht als Wärme bezeichnet. Um Dich zu zitieren: "Da läßt sich leider nicht drüber diskutieren, die Physik ist nun mal so (wobei dieser Irrglaube weit verbreitet ist)."

Als "Wärme" bezeichnet man nur das, was ein Körper abführt, wenn er einen anderen erwärmt, bzw was ein Körper aufnimmt, wenn er erwärmt wird.

"Die Sonne sendet keine Wärmestrahlen aus sondern Licht, Gammastrahlen, UV Strahlen etc" - so Deine Worte. Begrifflich bin ich auch hier nicht ganz einverstanden: Dass Spektrum der Sonnenstrahlung umfasst auch jene Frequenzen im infraroten Bereich, die von uns als sog. "Wärmesstrahlung" wahrgenommen werden. Für den Alltag des Nichtphysikers ist das eine ordentliche Bezeichnung.

Nichts für ungut, aber Du legst so viel Wert auf begriffliche Korrektheit - zu Recht! -, dass ich mich auch mal in dieser Weise auslassen musste.

Gruß

Andreas

PS: Übrigens: Glückwunsch zu Deiner Elektronik!


Hallo Andreas,

kein Problem.
Um noch mal den Ausgangspunkt in Erinnerung zu rufen: da war von Reibung zwischen Elektronen und Trägheit, die zu überwinden sei und das produziere Wärme, die Rede. Darauf mußte ich einfach reagieren .

Ich habe sicherlich nicht alles Aspekte der Wärme behandelt (wie sollte ich auch). Mit dem Begriff bei Körpern der 'inneren Enegie' kann ich leben.

Der zweiten Aussage stimme ich schon weniger zu. 'Mit Wärme wird bezeichnet etc.'. Damit existierte Wärme nur in Verbindung mit midestens zwei Körpern. Dies ist nicht so, wobei auch ich auf eine solche Formulierung nie reagiert hätte, da sie sehr nahe an meinem VErständnis von Wärme ist.

ich stimme zu. Es kam mir in dem Zusammenhang darauf an zu erklären, daß Wärmestrahlung nichts Eigenständiges ist. Umgangssrachlich bezeichnet man, wie Du richtig sagst, den Infraroten Teil des elektromagnetischen Spektrums schon mal als 'Wärmestrahlung'. Es sind aber nichts anderes als Photonen, also nichts Neues.

PS. Dankeschön.
chris75
Stammgast
#31 erstellt: 03. Jan 2004, 00:05
Dankeschön für die zahlreichen Hinweise zu meiner Frage. Ich war zwei Tage lang nicht online (Providerwechsel) und schon hat sich eine rege Diskussion entwickelt. Ich meeinte übrigens nicht die Wärme des Trafos, sondern des Endstufenteils, wo die Kühlrippen angebracht sind. Heiß ist vielleicht etwas übertrieben, aber wenn man die Hand drüberhält spürt man die Wärme aufsteigen. Mich hat es gewundert, dass das auch im Ruhebetrieb der Fall ist, daher habe ich die Frage gestellt.

Chris
Volkmar
Hat sich gelöscht
#32 erstellt: 03. Jan 2004, 00:10

@ volki

warum guter punkt?

halbleiter - ok

warum wird ein leiter bei stromfluss heiß? warum spricht eine sicherung mit 6A nennstrom bei 6A an un reißt?

wenn metalle freie elektronen haben, warum wird dann ein cu-draht heiß, wenn er bei 0,5mm mit 6A belastet wird.

die glühlampe ist ein blödes beispiel, weil sie der verbraucher ist und sich deshalb die stromstärke selbst einpegelt.
andererseits ist die lampe aber ein indiz für die widerstands-strom-theorie.
durch den stromfluß wird der wolframdraht auf bis zu 2900°C erhitzt. er sendet licht aus und noch mehr wärme als licht. dabei ist die wärme die verlustleistung.
wird das licht und die wärme denn nicht durch das aufeinanderprallen der elektronen durch den leitungswiderstand erzeugt?

also das will ich jetzt aber genau wissen.

henry


Hallo Henry,

nun offen bleibt noch, warum sich ein Leiter denn erwärmt - und darauf hatte das_n zurecht hingewiesen. Ich war an der Stelle gedanklich wieder bei der Ursprungsfrage (warum werden Geräte warm) und wollte diese tw. beantworten durch 'nicht weil die Kabel warm werden'.

Aber, wenn Ihr alle schon soviel Geduld aufbringt, wollen wir es uns weiter anschauen.

Stromdurchflossene Leiter werden warm, abhängig von der Stromstärke sogar sehr heiß. Und hier ist genau die Glühlampe richtig erwähnt worden. Sie ist nichts anderes als ein dünner Leiter, wenn auch gewendelt und in einem Glaskolben mit einem inerten Gas, was hier alles keine Rolle spielt.

Warum werden Leiter warm? Stell Dir einen Leiter als eine Würfel vor, bei dem an jeder Ecke ein Metallatom sitzt (z.B. Kupfer). Nun hängen wir jede Menge Würfel hintereinander. Die Metallatome sind fest angeordnet, sie können ein bisschen um ihre Ruhelage schwingen, das ist es aber auch. Die Elektronen kreisen um die Atome. Bei Metallen ist es aber so, daß ein gewisser Teil der Elektronen quais frei im Gitter beweglich ist und nicht fest einem Atom. Das erklärt die gute Leitfähigkeit von Metallen. Wenn nun Spannung angelegt wird, bewegen sich die freien Elektronen entsprechend(=Strom), aber auch die Metallatome. Diese können zwar nicht weg aus dem Gitter, da sie aber auch geladen sind (ihnen fehlen ja die vagabundierenden Elektronen) reagieren sie auch auf die Spannung und beginnen zu schwingen, je höher die Spannung, umso heftiger die Schwingung. Diese Bewegung der Atome ist das, was wir als höhere Termperatur sehen und meinen. Dazu muß man noch ergänzen, das die Masse eine Kuperatoms viele zehntausende Male größer ist als die Masse eines Elektrons. Die Elektronen stoßen zwar mit den Atomen zusammen (keine Reibung sondern Stoß wie beim Billard, hier paßt das Bild)
Ich bezweifle aber, daß der Temperaturanstieg wesentlich durch diese Stöße vergrößert wird. (Das müßte ich erst einmal nachlesen).

So, damit sollten wir durch sein. Fehlt nur noch, warum ein heißer Draht glüht (Licht aussendet) wie z.B. die Glühlampe.

Die Atome sind wie beschrieben in einem angeregten Zustand. Sie wollen einfach gesagt Energie loswerden, um wieder in den Normalzustand zurückzukehren. Dies tun sie durch Aussenden von Photonen (Licht).

Ich hoffe, es ist nun etwas klarer geworden.

PS. Wenn alle Atome gleichzeitig Licht aussenden und zwar derselben Frequenz, haben wir das Prinzip des Lasers.
OneStone
Stammgast
#33 erstellt: 03. Jan 2004, 12:26

Wenn eine normale Gegentaktentstufe auf leise gestellt mehr als lauwarm wird, dann ist wahrscheinlich ein Transistor defekt. Bei Class A oder Röhrenverstärkern ist das dagegen natürlich normal, daß die heiß werden.
ich hab 2x3W Class A Röhre
Das ist ja nichtmal Hi-Fi. Mindestleistung für Endstufen ist 10 Watt Ausgangsleistung. Die muß ein Class A-Verstärker schon pro Kanal verbraten. Dazu kommen dann noch Röhrenheizung, sonstige Elektronik und Netzteilverluste.



????
WAS IS LOS???
????

Der Amp klingt saugeil, also bitte....HIFI war früher als "<5% Klirr" festgelegt. Da komm ich drunter. Die Endstufe macht 2x7W ungegengekoppelt, nur wegen der Gegenkopplung (die ja nötig ist) hab ich 2x3W. Und ein Tinitus ist auch möglich mit dem Amp.
zucker
Moderator
#34 erstellt: 03. Jan 2004, 16:35
@ volki

"Diese können zwar nicht weg aus dem Gitter, da sie aber auch geladen sind (ihnen fehlen ja die vagabundierenden Elektronen) reagieren sie auch auf die Spannung und beginnen zu schwingen, je höher die Spannung, umso heftiger die Schwingung. Diese Bewegung der Atome ist das, was wir als höhere Termperatur sehen und meinen."

wenn die temperatur durch die schwingungen erzeugt wird, so ist die temperatur doch eine welle, da sie einen schwingenden ursprung hat. eine schwingung erzeugt doch eine welle - oder lieg ich da wieder falsch.

anders gefragt, wie genau wandelt sich die bewegungsenergie der schwingenden atome in wärme um.

wie wandelt sich die bewegungsenergie in licht um, was ja auch eine welle ist.

noch eines, ist der widerstand eines leiters die anzahl der freien elektronen? also viele freie elektronen wenig widerstand und entgegengesetzt?

viele grüße - henry
Volkmar
Hat sich gelöscht
#35 erstellt: 03. Jan 2004, 17:38
Hallo Henry,

sorry das das imer längere Beiträge werden. Ich hoffe, es stört niemanden.

'Die Temperatur wird durch die Schwingung erzeugt'

Ich bin jetzt vielleicht etwas haarspalterisch, aber um es klar zu machen:
'Die Temperatur wird durch diese neuen Schwingungen erhöht.'

Bei einem Leiter ohne Strom, bei sagen wir 21 Grad, schwingen die Atome auch um Ihre Ruhelage. Wenn wir Strom durchschicken, erhöhen sich diese Oszillationen und dies beobachten wir als höherer Temperatur. Bei einer Temperatur von -150 Grad schwingen die Atome auch, nur schon sehr viel langsamer. Bei -273 Grad hört das Schwingen dann (fast) auf.

Und nein: Temperatur ist keine Welle. Temperatur ist die Bewegungsenergie/Geschwindigkeit der Teilchen, sonst nichts.
Oder noch genauer: Wärme ist die Bewegungsenergie der Teilchen, das Maß für die Wärme nennen wir Temperatur.

Und wieder: 'wie wandelt sich die Bewegungsenergie der Teilchen in Wärme um'
Überhaupt nicht! Die Bewegungsenergie IST die Wärme.

Wenn Du Dich auf einen abgewärmten Stuhl setzt, dann wurden vom Vorgänger die Atome der Stuhloberfläche in etwas schnellere Bewegung (im Sinne dieses Zitterns um die Ruhelage) versetzt. Das ist alles. Im Stuhl ist sonst nichts anders als sonst.

Es gibt keine Substanz oder Stoff 'Wärme'. Diesen hat man übrigens im 18. Jahrhundert, glaube ich, noch vermutet.

'Wie wandelt sich Bewegungsenergie in Licht um'

Jetzt ist es wichtig zu verstehen, daß wir nun über ein völlig anderes Thema reden.

Vergessen wir also alles vorige für einen Moment und stellen uns ein Atom vor. Wir machen es uns einfach und denken es uns als kleinen Kern, um den in sehr großen Abständen Elektronen kreisen (so wie die Planeten um die Sonne). Elektronen dürfen dabei nicht kreisen, wo sie wollen, sondern nur in erlaubten Bahnen. Von einer Bahn zur anderen müssen sie also 'springen'. Diese Bahnen haben natürlich verschiedene Energieniveaus und die Elektronen möchten immer auf das niedrigste (so wie eine Kugel in einer Mulde auf den Boden rollt). Allerdings sind die Plätze auf den Schalen begrenzt. Es wird also von innen nach außen besetzt, wie im Kino die guten Plätze.

Wenn nun ein Elektron von einer äußeren Bahn auf eine innere springt (die ein niedrigeres Niveau hat!), wird Energie frei. Diese äußert sich in Form von Licht (Photonen), das das Atom nun spontan aussendet. Jedes Licht das Du siehst, ist so entstanden.

Umgekehrt kann ich ein Elektron von einer inneren auf eine äußere Schale 'heben'. Dazu ist natürlich zusätzliche Energie erforderlich. Diese kann durch Zusammenstöße, Lichteinfall, elektrische Felder, Strahlen etc. passieren. Dieser Zustand ist aber nicht stabil. Das Elektron möchte gerne zurück und dabei wird wieder Licht ausgesendet.

Und jetzt kommen wir zurück zum Leiter. Genau das passiert hier. Durch das elektrische Feld werden die Atome energiereicher, Elektronen in den Atomrümpfen (nicht die freien) wechseln die Bahnen und wenn sie zurückspringen, wird Licht ausgestrahlt. Die Form der Energie wird also umgewandelt.

'also viele freie Elektronen, wenig Widerstand'.
Genau! Ich habe das jetzt nicht nachgelesen (sondern wie alles andere auch aus meiner Erinnerung gekramt), aber ich meine genau so ist es. Ich meine mich auch zu erinnern, daß mit zunehmender Temperatur die Leitfähigkeit eines Metalls abnimmt. Dies deswegen, weil mit zunehmender Temperatur die Atome immer hektischer zittern und die Elektronen weniger 'freie Fahrt' haben. Das hängt aber vom Material ab. Bei anderen Stoffen werden durch höhere Temeratur erst Elektronen frei und damit beginnt erst die Leitfähigkeit.

So, das wars dann. Alle Klarheiten beseitigt
zucker
Moderator
#36 erstellt: 03. Jan 2004, 18:38
hallo volki,

danke für die ausführlichen informationen.

atom und elektronenbahnen sind klar

licht ist klar, photon ist klar (photowiderstand > mitgeführte energie > überschuß kinetische energie)

widerstand im leiter ist klar (NTC ist dann wohl die besonderheit)

nochmal zur welle und strahlung:

ich hab mein büchlein wiedergefunden - " electrinoca" 217 / 218, von Winfried Müller, 1983
darin ist ein "wellenstrahl" abgebildet.
im bereich von 1hz - 10 hoch 13hz ist von wellen die rede, darüber von strahlung. dabei ist auch die gammastrahlung und kosmische höhenstrahlung genannt. sie haben alle eine wellenlänge mit einer frequenz, ausgedrückt in hz - also muß doch alles eine welle sein, sonst müßte es doch strahlungslänge heißen

nochmal zur temp.
die temp. ist im bereich, wie ich zunächst annahm, nicht abgebildet. nach deinen erklärungen geh ich jetzt davon aus, das die temperatur eine basiseinheit der physik ist.
das ist mir neu und eigentlich beschämend.

viele grüße - henry

nerven wird der thread bestimmt niemanden, da es doch entgegenkommend sein müßte, sein wissen aufzubessern.
Volkmar
Hat sich gelöscht
#37 erstellt: 03. Jan 2004, 19:16
Hallo Henry,

tja, elektromagnetische Wellen sind wie schon mal früher geschrieben Radiowellen, Infrarot (auch als Wärmestrahlung bezeichnet ), Sichtbares Licht, UV Licht, Röntgenstrahlen, Gammastrahlen. Hier kannst Du keine Temperatur finden. Du würdest auch nicht Kg oder Ohm erwarten, oder?

Du siehst, es werden die Begriffe Strahlen und Welle verwandt. Alles genannte ist aber eins und dasselbe! Alles sind nur Photonen! Der einzige Unterschied ist nur die Energie der Photonen. Photonen haben eine Energie E, eine Wellenlänge L und eine Frequenz N. Diese hängen mit E = h*N zusammen (L = 1/N, h ist das Plancksche Wirkungsquantum, eine Konstante). Je kürzer die Wellenlänge (Gammastrahlen), desto höher die Frequenz und desto höher die Energie.

Warum sagen manche Wellen und manche Strahlen? Jetzt wird es ungemütlich: weil Photonen beides gleichzeitig sind! Je nach Experiment verhalten sie sich als Welle ode als Teilchen. Üblicherweise überwiegt der Wellencharakter bei niedrigeren Energien und bei hohen der Teilchencharakter.
Dies nennt man den Teilchen/Welle Dualismus der Quantenmechanik.

Die Temperatur ist wie Meter. Es ist die Einheit mit der man etwas mißt. Mit Meter eben die Länge, mit Temperatur die Wärme eines Körpers.

Vielleicht noch ein Versuch, Dir Wärme anschaulich zu machen. Stell Dir einen Glaskasten vor, gefüllt mit Gas, sagen wir Sauerstoff. (Es fließt kein Strom, keine Strahlung nichts.) Hat das Gas eine Temperatur? Natürlich. Das Gas besitzt eine gewisse Wärme, die ich messen kann. Was passiert, wenn ich einen Bunsenbrenner darunterstelle? Nun, ich erwärme natürlich den Glaskasten und das darin befindliche Gas. Wie? Der Bunsenbrenner bringt die Glasmoleküle zum vermehrten Schwingen und die im Glas herumschwirrenden Gasmoleküle bekommen dadurch beim Auftreffen auf die Glaswand einen stärkeren Rückstoß und werden ebenso schneller. Das Gas wird wärmer, die Temperatur des Gases nimmt zu - und das heißt nichts anderes als das die Gasmoleküle jetzt schneller im Kasten umher fliegen. Das ist alles.
zucker
Moderator
#38 erstellt: 04. Jan 2004, 20:20
hallo volki,

danke auch für diese ausführungen. es kommt nicht alle tage vor, jemanden zu erhaschen, mit dem man grundsatzfragen klären kann. m.E. ist die physik ein geniales wissensgebiet, welches oft genug gemieden wird, weil es so komplex ist.
bei anstehenden fragen werd ich dich "anfunken", denn es ist für mich eine freude, klare präziese antworten, mit denen etwas anzufangen ist, zu bekommen

in diesem sinne vielen dank für deine mühen - henry

ein nachtrag und eine bitte:

bist du mit der schallumwandlung von wechselstrom zu schall mittels lautsprechern vertraut?
im thread "was sagt mir die leistungsangabe eines verstärkers, was ist RMS ..." im hi-fi wissen board, haben rainer und ich versucht, einen bezug zu finden.
unser knackpunkt ist der bezug "wirkungsgrad eines lautsprechers"
dazu hab ich eine berechnung mittels exel versucht. rainer hat ebenfalls eine berechnung eingebracht, die du dort benutzen kannst.
das problem besteht im nicht bekannten wirkungsgrad eines ls. nach mehrerer lektüre bin ich zu dem schluß gekommen, daß ls einen wirkungsgrad von 3% haben - rainer meint es wär unterschiedlich.
kannst du dir das mal ansehen und deinen kommentar abgeben?
Volkmar
Hat sich gelöscht
#39 erstellt: 04. Jan 2004, 20:23
Hallo,

danke für die Blumen

Leider kann ich Euch bei Eurem anderen Problem nicht helfen, nicht mein Gebiet.
Es sollten aber doch genügend Leute mit Erfahrungen im LS Bau im Forum sein.
zucker
Moderator
#40 erstellt: 04. Jan 2004, 20:30
hallo volki,

blumen, wem blumen gebühren,

schade das es nicht dein gebiet ist. bis jetzt hat sich der sache auch noch niemand angenommen. rainer hat wohl einen physiker mit tiefen kenntnissen im bekanntenkreis, ihn scheinbar aber noch nicht kontaktieren können.

was soll`s - die zeit wird es bringen

henry
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