Wat is Watt?

[gravi]

Hallo zusammen,

ich habe mal eine Frage an die Physik- Experten:

Wenn ich am Auto das Licht einschalte, so muss doch die Lichtmaschine die Energie dazu liefern.
Sagen wir, 2 mal 50 Watt für die Scheinwerfer, 2 mal 5 Watt für das Standlicht, 2 mal 15 Watt für das Rücklicht und 10 Watt die Kennzeichenbeleuchtung. Macht 150 Watt.

Die Leistung kommt ja nicht von ungefähr, der Motor muss Benzin verbrennen, um die Lichtmaschine anzutreiben. Das bedeutet im Endeffekt, dass mein Benzinverbrauch bei eingeschaltetem Licht steigen wird, wenn auch nur minimal.

Gibt es nun einen Ansatz, nach dem ich den zusätzlichen Benzinverbrauch berechnen kann?
Irgendwie ging mir diese Frage heute durch den Kopf, es ist natürlich lächerlich und kein Mensch wird sich daran stoßen.
Aber den Benzinverbrauch wird doch steigen müssen, oder täusche ich mich?

Netten Gruß
gravi

[tomS]

Ich würde vom Brennwert von Benzin ausgehen. Dann weißt du, wieviel Benzin du bei 100% Wirkungsgrad für die Leistung der Lichtmaschine verbrennen musst. Dann musst du noch den Wirkungsgrad der Lichtmaschine abschätzen (oder irgendwo nachschlagen).

Damit bekommst du den Energieverbrauch pro Zeit. Das musst du jetzt zu dem Energieverbrauch pro km (für die Fahrleistung) hinzurechnen; d.h. du musst nochmal umrechnen, weil du ja den zusäzlichen Benzinverbrauch pro Strecke benötigst.

[wilfried]

Guten Tag zusammen

ich kann dazu folgendes beitragen:

Die Ermittlung des Kraftstoffverbrauchs erfolgt nach einer Norm: der NEFZ.
NEFZ: Neuer Europäischer Fahrzeug Zyklus 93/116/EWG.

Darunter verbirgt sich ein Fahrprofil, das auch auf einen Fahrprüfstand so nachgefahren wird.
Dieses Fahrprofil besteht aus 4 gleichgearteten Stadt-Zyklen jeweils von 195 Sekunden als auch einem außerstädtischen Zyklus von 400 Sekunden Dauer. Das Abgas wird in einem Auffangbehälter gesammelt und anschliessend chemisch analysiert.
Einbezogen sind die Komponenten: CO CO2, HC
Der CO2 Ausstoß ist proportional dem Kraftstoffverbrauch (Benzin und Diesel).
Ermittlungsgrundlage fahrzeugsseits sind: FZ Leermasse mit 100 kg Zuladung.

Für den Simulator gibt es noch einen Zusatz: Da auf dem Simulatorprüfstand endlich gestufte Schwungmassen notwendig sind _Fahrzeugmassen Quantisierung- wird der wirklichen FZ Leermasse noch eine Schwungmasse zugeordnet.

Was beeinflusst den Kraftstoffverbrauch innerhalb dieses Testzyklus Verfahrens -auch Streckenverbrauch genannt?

- Motor
- Motor
- Rollwiderstand
- Luftwiderstand
- Beschleunigungswiderstand
- Steigungswiderstand
- Bremswiderstand

Fasst man diese Komponenten zu einer Gleichung zusammen, ergibt sich für den Streckenverbrauch:



Neben diesen Werten müssen auch die elektrischen Verbraucher Berücksichtigung finden.

Insgesammt kann angenommen werden, daß ein Wagen max. im Mittel 1145 W verbraucht und eine mittlere Verbraucherleistung von 600 W besitzt.

Damit kommt zur obigen Formel noch folgender additiver Elektro-Verbrauchereintrag:

Durchschnittlicher Kraftstoffverbraucg pro 100 km = 0.1 Liter / 100 W
Antriebsleistung des Generators pro 100 km: 0.1 Liter

Das sind die Werte, nach denen sich die Automobilindustrie richtet.

netten Gruß

Wilfried

[gravi]

Hey, das ging ja prompt!

Vielen Dank für Eure Antworten!
Dann war meine Überlegung ja durchaus berechtigt.
Dazu aber noch eine Frage:
Der Generator wird ja über einen Keilriemen ständig angetrieben, so lange der Motor in Betrieb ist. Das heißt, es wird ständig eine kleine Menge an Benzin zum Antrieb des Generators verbraucht.
Dieser liefert dann auch ständig einen Ladestrom an den Akku - wandelt im Endeffekt also chemische Energie in elektrische um.

Wenn ich nun das Fahrlicht einschalte, erhöht sich dann doch noch der Benzinverbrauch, oder bleibt er konstant, weil der Generator ja sowieso ständig betrieben wird?
Ich meine, er müsste ein wenig ansteigen...

Netten Gruß
gravi

[Skeltek]

Ich spekulier mal lustig drauf los:

Die Lichtmaschine ist ständig in Betrieb. Wird weniger Energie verbraucht als maximal zur Verfügung gestellt werden kann, können weniger Elektronen auf der Spule fließen/schwingen.
Hierdurch wird der durch induktive Effekte verursachte Widerstand gesenkt. Es geht jedoch, auch wenn keinerlei Energie verbraucht wird, Energie durch Strahlung nach aussen verloren.
Wie beim Blitzeinschlag in den Faradayischen Käfig braucht das der aussen anliegenden Spannung entgegenwirkende Feld im Käfig mehr Zeit sich aufzubauen(Elektronen fließen die Gitterstäbe aussen entlang) als die Wellenfront durch den Käfig(direkter Weg hindurch) benötigt.

So ähnlich ist es auch bei der Lichtmaschine: Wenn keine Energie entnommen wird, geht Strahlung verloren. Soweit ich weiss ist man inzwischen Übergegangen die Spule um die Magneten zu drehen, anstatt wie bisher die Magnete zu drehen bei fester Spule. Wird der Spule keine elektrische Energie entnommen, sind die Elektronen darauf Bewegungsunfähig, was Verluste durch elektromagnetische Strahlung verhindert(hier wird ja dann weder ein Magnetfeld noch elektrische Ladung dann beschleunigt). (Hab ich mal irgendwo aufgeschnappt bezüglich der Dynamos an Fahrrädern, fragt aber net wo)

korrigiert mich bitte, wenn ich mich grundlegend verspekuliert hab = )

[wilfried]

Tag Skeltek

natürlich ist die LM ein Dynamo, wie beim Fahrrad, nur ein wenig besser.

Der induktive Widerstand ist j omega L.

Nur haben wir hier kein gestrahltes Feld vorliegen, die die Frequenzen viel viel zu klein und die wirksame Antennenlänge eines generator damit viel viel zu kurz ist. Abstrahlen tut der nicht. Damit liegt auch kein Faraday Effekt vor.

Der Dynamo arbeitet rein auf dem Prinzip der Induktion. Im Prinzip so: innen ist ein sich drehender Kern, außen eine festangebrachte Spule.

Kern dreht sich in SPule, Kern ist magnetisch: Induktion erfolgt nach den bekannten BIL oder Bev Gleichungen:
B*e*v oder B*I*L

An der Spule angeflanscht befindet sich ein Regler, der die Batteriespannung beobachtet und gemäß normierter Batteriespannungsgrenzen wird mehr oder weniger Strom als Ladestrom in die Batterie geleitet. Intelligente LMs können damit die Induktion auch regeln, so daß im vollständig geladenen Betrieb nahezu keine Kraft aufgebracht werden muss. Nennt man Leerlauf. Im Leerlauf arbeitet die LM nicht gegen einen Verbraucher.

Ich hoffe Dir ein wenig weitergeholfen zu haben.

Netten Gruß

Wilfried

[gravi]

Ich sehe die ganze Lichtmaschine als perfekten Faradayschen Käfig an, immerhin ist sie doch in ein völlig geschlossenes Metallgehäuse gepackt - selbst wen sie wollte könnte sie nicht nach außen strahlen, und von außen kommt auch nix rein

Aber was ist nun mit dem Benzinverbrauch, wenn ich's Licht einschalte - oder gar Heizheckscheibe + Scheibenwischer?
Mehr Sprit als bei ausgeschalteten Verbrauchern oder nicht? Ich meine ja...

Gruß
gravi

[wilfried]

Tag zusammen

so ist das nicht mit dem Faraday Käfig, denn der Dynamo ist eine in sich geschlossene Einheit -ein elektrischer Motor- der durch drehen des Ankers ein magnetisch rotierendes Feld erzeugt. Dieses influenziert in den außen liegenden Spulen Strom. Dieser Strom wird dann durch die Schleifer -Kohlen- abgegriffen und steht den elektrischen Verbrauchern energiemäßig zur Verfügung.

Ja, der Generator ist ein Faraday Käfig, wenn man von außen ein EM Feld anlegt und schaut inwieweit dieses nach innen auf die Spulen einwirkt. Dann stellt man fest, daß es keine Einwirkung gibt, da die Abschirmung durch das den Generator umgebenden Blechs sehr gut ist.

Erinnerung: Faraday Käfig mit Maschen heißt die Maschenweite bestimmt die Durchdringfähigkeit eines äußeren EM Felds. Siehe auch:

http://de.wikipedia.org/wiki/Faradayscher_K%C3%A4fig

Skeltek schrieb:

Wie beim Blitzeinschlag in den Faradayischen Käfig braucht das der aussen anliegenden Spannung entgegenwirkende Feld im Käfig mehr Zeit sich aufzubauen(Elektronen fließen die Gitterstäbe aussen entlang) als die Wellenfront durch den Käfig(direkter Weg hindurch) benötigt.

So ähnlich ist es auch bei der Lichtmaschine: Wenn keine Energie entnommen wird, geht Strahlung verloren. Soweit ich weiss ist man inzwischen Übergegangen die Spule um die Magneten zu drehen, anstatt wie bisher die Magnete zu drehen bei fester Spule. Wird der Spule keine elektrische Energie entnommen, sind die Elektronen darauf Bewegungsunfähig, was Verluste durch elektromagnetische Strahlung verhindert(hier wird ja dann weder ein Magnetfeld noch elektrische Ladung dann beschleunigt). (Hab ich mal irgendwo aufgeschnappt bezüglich der Dynamos an Fahrrädern, fragt aber net wo)

Ja für den ersten Teil, denn Blitz = Em Feld extern

Nein für den zweiten Teil, denn die Frequenz des Felds und die Länge der Drähte -Antenne- sind für eine Abstrahlung völlig ungeeignet.

Massstab: 50 Hz => Wellenlänge ca. 6 Tkm, heißt von uns bis hinter New York!!

Im Fall des generators haben wir es schlicht mit Induktion zu tun: B*e*v und nicht mit gestrahlten Wellen = Feldern

Gruß

Wilfried

[Koschi]

Aber was ist nun mit dem Benzinverbrauch, wenn ich's Licht einschalte - oder gar Heizheckscheibe + Scheibenwischer?
Mehr Sprit als bei ausgeschalteten Verbrauchern oder nicht? Ich meine ja...

Hallo mal nen Thema wo ich mich auch wieder zu Wort melden kann

Ja der Benzinverbraucht steigt. Desto mehr Elektrische Verbraucher an sind um so größer wird der Benzin verbrauch. Nen absoluter Spritfresser ist wohl im Sommer die Klima anlage.
Jeder Elektrische Verbraucher der Strom zieht aus der Lichtmaschine, wirkt erstmal wie eine Bremse für die Lichtmaschine das heist aber das die Drehzahl des Motors mit runter geht (da ja Mechanisch verbunden). Also regelt entwerder das Standgas nach oder ich muss das Gaspedal weiter durchdrücken um dem Motor mehr Benzin zur verfügung stellen was dann den höheren Sprit verbrauch erklärt. Diesen Effekt das die Drehzahl runtergeht im Standgas sieht man wenn man die Klimaanlage einschaltet.

Gruß Koschi