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Anonym
Anonym fragte in Wissenschaft & MathematikPhysik · vor 1 Jahrzehnt

Warum fliegt die Sicherung erst raus, wenn das Wasser kocht?

Wenn ich in meinem Altbau eine elektrische Heizung und einen Wasserkocher gleichzeitig im Betrieb habe, fliegt mir die Sicherung raus - aber erst, wenn das Wasser am Kochen ist (man es also sprudeln hört).

Ich hatte erwartet, dass der kalte Kocher den geringsten elektrischen Widerstand bietet und so am meisten Strom zieht, und dass daher die Sicherung schon knallt, sobald der Kocher eingeschaltet wird - tut sie aber nicht.

Es ist klar, dass das Verdampfen extra Energie verbraucht. Aber was bewirkt genau, dass dafür mehr Strom fließt? Dafür müsste der Widerstand der Heizspirale beim Kochen noch geringer sein als bei Zimmertemperatur. Aber kälter als Zimmertemperatur kann sie nicht werden, oder? Wovon hängt der elektrische Widerstand des Kochers noch ab? Oder was ist mein Denkfehler?

Update:

Ich nehme nach dem Gesagten an, dass sich die Heizspirale beim Einschalten so schnell erhitzt und damit der Widerstand so schnell zunimmt, dass die träge Sicherung noch nicht reagiert. Wenn das Wasser kocht, wird die Heizspirale langfristig gekühlt. Der Widerstand wird geringer als vor dem Kochen, die Stromstärke steigt längerfristig und die Sicherung kriegt zuviel.

(Das ganze funktioniert zuverlässig: Der Kocher ist also nicht kaputt, und es entsteht kein Kurzschluss durch zufällig verirrtes Wasser oder Dampf an den Zuleitungskontakten.)

Update 2:

Im Beitrag von "1/i = -i" steckt viel Arbeit. Aber es stimmt so nicht: Hier bleibt die Spannung am Kocher konstant (ca. 230V) und die Stromstärke steigt nach Ohm mit sinkendem Widerstand (also m.E. bei kühlerem Heizdraht).

Die elektrische Heizung sorgt dafür, dass die Sicherung schon mit ca 8 Ampère belastet wird. (Und ist wegen der Nachtabsenkung der Zentralheizung um 2 Uhr nachts am Schreibtisch schon nötig - ebenso wie der heiße Tee aus dem Kocher ;-)

Update 3:

Es passiert natürlich nur immer wieder mal aus VERSEHEN, weil ich vergesse, eben die Heizung auszustellen. Meine Frage war auch nicht, ob das zu viel oder gar gefährlich ist, sondern warum die Sicherung immer erst beim Kochen knallt.

Und: Der Kocher hat noch nicht abgeschaltet, wenn die Sicherung springt (Außerdem würde ein Abschaltfunken nicht die Stromstärke erhöhen, sondern allenfalls eine Spannung induzieren, während die Stromstärke sprunghaft abnimmt - aber hier ist auch keine dafür geeignete Spule beteiligt)

Update 4:

Meine Frage war, inwiefern das Kochen den Stromkreis beeinflusst. Es ist mir klar, dass ich als Physiker zu schlichte Modelle im Kopf habe. Insofern hilft mir der Hinweis auf die träge Sicherung bis jetzt am besten weiter. Noch offen: Ist meine Vermutung richtig, dass der Verdampfung die Heizspirale so stark kühlt dass dadurch deren ohmscher Widerstand abnimmt, so dass die Stromstärke durch die Sicherung zunimmt?

10 Antworten

Bewertung
  • vor 1 Jahrzehnt
    Beste Antwort

    Da sidn einige denkfehler drin ...

    denkfehler 1:

    Damit ein Wasserkochen kochen kann braucht er ein möglichst hohen Widerstand ... darum zieht er auch so verdammt viel Strom.

    Das was man am Stromzähler misst ist Leistung*Zeit ... und Leistung ist das Produkt aus Spannung und Stromstärke ... die Stromstärke ist relativ konstant, um aber eine hohe Spannung aufbauen zu können braucht man einen großen widerstand.

    (alte glühbirnen z.B. haben deswegen einen so hohen Stromverbrauch weil die auch einen extrem hohen Widerstand besitzen und die meiste Energie in Wärme verloren geht)

    Da also deine Heizspule im Wasserkocher einen hohen wiederstand hat hat das ding auch hohe Leistung (L=R*I²)... die Leistung gibt es in Form von Wärme an die Umgebung ab.

    Und das erhitzt letztendlich dein Wasser.

    denkfehler 2:

    Durch verdampfen verbraucht der Kocher nicht emhr Energie ...

    Die Leistung des Wasserkochers ist relativ konstant, das was sich ändert ist der Wärmefluss von der Heizspule in das Wasser ...

    Je höher der Temperaturunterschied desto größer ist der Wärmefluss ... oder einfacher ausgedrückt. je kälter das wasser ist desto leichter kann die Spule ihre Wärme abgeben.

    D.h. aber auch, wenn das Wasser die Siedetemperatur erreicht kann die Spule ewniger wärme abgeben.

    Jetzt kommen wir zurück zum wiederstand:

    Wir wissen nun das eine hoher wiederstand eine hohe Spannung zur folge hat ...

    Jetzt wissen wir auch, das der Wiederstand Temperaturabhängig ist ... mit steigender temperatur wächst der Weiderstand. Bei konstanter Stromstärke ist das ein enormer anstoeg der Leistung.

    D.h. wenn der Wasserkocher das Wasser erwärmt, und dadurch die Wärmefluss abnimmt, erhitzt sich die Spule und der Wiederstand steigt.

    Da der Wiederstand steigt, steigt auch die Leistung, die das Stromnetz leisten muss.

    Nun ist das Stromnetz in deinen Haus durch eine Sicherung gesichert, die sicherrungen begrenzen im allgemeinen die Leistung, die ein Netz erbringen kann.

    Wenn eine gewisse Leistung überschritten wird, knallt die Sicherung raus.

    siehst du nun den zusammenhang?

    nochmal zum mitschreiben:

    Bei fallenden Temperaturgradienten steigt der Wiederstand im Draht was eine Leistungszunahme zur Folge hat ... diese überschreitet orgendwann die Grenze der Sicherung, was das durchbrennen zur folge hat.

    Was deine Heizung allerdings damit zu tun hat ... hm ... ist das keine Fernheizung?

    Also, wenn die darauf einfluss hat, muss diese ja mit ans stromnetz angeschlossen sein, d.h. du heizt deine bude eektrisch. ganz schön teuer, wenn du mich fragst.

    Da gilt letztendlich das gleiche, wie für den Wasserkocher, nur das die temperaturunterschiede nicht ganz so krass sind.

    vermutlich ist die Summe der Leistung die das maß der Sicherung überschreitet.

    Nebenbei: bei ein Kurzschluss knallt die sicherung auch raus ... weil durch den fehlen des widerstands zwar die Spannung auf nahezu Null gebracht wird, aber der Stromfluss extrem ansteigt ... R = U/I ... L = U*I = R*I² ... wenn U bzw. R gegen Null strebt aber I gegen unendlich, hat man den Effekt das L ebenfalls gegen unendlich strebt und damit ein enormer anstieg der LEistung zur folge hat.

    Vermutlich hast du so eine sicherung eingebaut:

    http://de.wikipedia.org/wiki/Leitungsschutzschalte...

    oder?

    ___

    Jaein ... die Spannung in der Steckdose hat nicht viel mit der Spannung im elektrischen Bauelement zu tun.

    Die Spannung dort ist 230 V richtig ... wenn du aber ein Stromkreis schließt kann man innerhalb des Stromkreises an Bauelementen andere Spannungen erzeugen.

    Und die Spannungen sind abhängig von den Bauelementen die man benutzt.

    Hast du Bauelemente mit sehr hohen Leitfähigkeiten, werden an den beiden Enden die Spannungen fallen.

    Bei geringen Leitfähigkeiten extrem steigen.

    Die 230 V werden diese nur nicht überschreiten ... mehr als die Spannung bei einen offenen Stromkreis geht ja nicht.

    ___

    @tom: Joa, vielleicht sollte ich es ... irgendwas scheint mir an meinen überlegungen auch nicht ganz koscha ...

    Hm... ein glück ich bin kein Elektriker ... :D

  • fike
    Lv 4
    vor 4 Jahren

    Einige Antworter verwechseln hier replaced into. Sicher dürft Ihr alleine fliegen, wenn - wie gesagt - Ihr hingebracht und abgeholt werdet. Aber alleine Urlaub machen auf Mallorca - das geht sicher nicht. Wo wollt Ihr übernachten? In einer Jugendherberge? Denkt Ihr, Ihr könnt abends alleine ausgehen und get at the same time machen? Da muss wohl jemand mitfliegen, der volljährig ist, oder Ihr fliegt zu Bekannten, die auf Euch aufpassen.

  • vor 1 Jahrzehnt

    warum die sicherung fuer das gibt es schalter die man exackt einstellen kann zb 2 min nach dem sieden !

  • vor 1 Jahrzehnt

    Zitat: "Meine Frage war, inwiefern das Kochen den Stromkreis beeinflusst. Es ist mir klar, dass ich als Physiker zu schlichte Modelle im Kopf habe. Insofern hilft mir der Hinweis auf die träge Sicherung bis jetzt am besten weiter. Noch offen: Ist meine Vermutung richtig, dass der Verdampfung die Heizspirale so stark kühlt dass dadurch deren ohmscher Widerstand abnimmt, so dass die Stromstärke durch die Sicherung zunimmt?"

    Ich denke dafür kann ich eine plausible Erklärung liefern.

    Es könnte sein dass die Heizspirale einen negativen Temperaturkoeffizient hat. Das bedeutet dass der Widerstand beim Erwärmen abnimmt.

    Diesen Effekt weisen auch alte Glühbirnen mit Kohlefaden-Glühdräten auf. Beispiel, Kohlenfadenlampe:

    bei 10 V: Widerstand von 714,29 Ohm

    dieselbe Lampe

    bei 230 V: Widerstand von 522,73 Ohm

    Bei diesen Werten handelt es sich um gemessen Werte.

    Es mag sein, dass der Wasserkocher eine Heizspirale aus einem ähnlichen Material hat, und sich der Widerstand beim Erhitzen somit verringert.

    Ich hoffe ich konnte Dir weiterhelfen.

    Mir freundlichen Grüßen...

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  • Anonym
    vor 1 Jahrzehnt

    kein genereller Denkfehler, aber wenn es nur um eine Überlastung geht ist das auch eine Sache wo die Zeit eine Rolle spielt. Wenn zB der Stromkreis schon ohne den Wasserkocher so bei 10A hängt und du dann den Wasserkocher einschaltest ist das dann klar zu viel und über die Zeit wird die Sicherung fliegen, aber das Einschalten ist nicht so derbe das die Sicherung alleine daher schon sofort fliegt. Mit diese thermische Auslösung funktioniert jeder Sicherung, ist aber deine Sicherung sogar der Leitungsschutzschalter (LS), die Sicherungen die man wieder einschalten kann, dann haben diese zu der thermischen Auslösung sogar noch eine magnetische Auslösung. Die reagiert wenn so der richtige Knaller passiert, wie zB ein Kurzschluss oder eine massive Überlastung und das geht dann auch in null Komma nix.

    ABER, das alles ist Blödsinn wenn dein Wasserkocher eben nicht einfach alles überlastet sondern der einfach einen Defekt hat, denn das kann auch beim Ausschalten auftreten (das sprudelnde Wasser läuft irrer Weise dahin wo es nicht hingehört, in die Heizung, dann löst eben auch die Sicherung aus).

    So nebenbei angemerkt. Bei Heizungen in dieser Größenordnung ist es nicht so das sich der Widerstand im Betrieb sooo ändert das sich das so auswirkt. Wenn macht sich eher noch das Einschalten bemerkbar. Und wenn wird auch der Widerstandswert der Heizung höher und damit fließt etwas weniger Strom wenn das Gerät am wirbeln ist

    @ 1/i = -i

    Das ein oder andere solltest du aber nochmal überdenken

    Lach, der Wasserkocher und eine kleine E-Heizung zusammen an einem Stromkreis eingeschaltet. Dann sollte es niemanden wundern wenn dann die Sicherrung nach kurzer Zeit die Segel streicht. Alleine schon das Typenschild der beiden Geräte wird verraten warum das nicht viel geben kann.

    AHA, also der R-C-L Freak der mal gucken wollte wer hier was dazu sagen kann. Aber schon irre so eine Frage zu stellen wenn man das nach deinem UND weiss.

    Quelle(n): Bin Elt-Ing.
  • Anonym
    vor 1 Jahrzehnt

    eine sicherung hat ein gewisse verzögerungszeit

    eine 16 ampere sicherung kann einen strom von ca.20 ampere kurzzeitig aushalten es bringt den schmelzdraht erst zum glühen und dann zum schmelzen

    es kommt darauf an welche sicherung installiert ist

    schmelzsicherungen oder leitungsautomaten L,H oder B

    siehe tabelle

    bei dir ist es kein kurzschluß sondern ein überlast wo die sicherung zum schmelzen bringt

  • Anonym
    vor 1 Jahrzehnt

    den genauen grad kann ich dir auch nicht sagen aber ich würde dir empfehlen nicht beides gleichzeig laufen zu lassen wir hatten früher mal einen kurzschluss (fast kabelbrand) genau aus dem grund weil wir in unserem alten haus beide geräte (Mikro und wasserkocher) gleichzeitig laufen gelassen haben...die alten leitungen sind nicht auf soviel leistung ausgelegt:)

  • vor 1 Jahrzehnt

    Der Ausschalter deines Wasserkochers erzeugt beim Schalten einen Funken und diese kurzzeitige Zusatzbelastung haut deine Sicherung raus.

  • vor 1 Jahrzehnt

    Wenn das Wasser schon kocht, dann kann die Energie des Stroms nirgends mehr hin, dadurch gibt es einen Kurzschluss.

  • Anonym
    vor 1 Jahrzehnt

    Alte Schule der wartet höflich ab!

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