rollwiderstand und nabendynamos

[axel]

hey leute,

lang ist's her, seit ich mal einige versuche zur leistung mit meinem rad machen wollte (http://www.radforum.de/schneller-rad...tml#post378992). gestern hat es nun endlich mal geklappt, hier die ergebnisse:

· der widerstand meines rades mit nabendynamo (mit mir drauf, also roll-, ein teil wind- und reibungswiderstände) beträgt rund 9,2N. bei 20km/h macht das eine leistung von rund 51W aus.

· bei 2 eingeschalteten iq fly steigt dieser widerstand um rund 18% an, auf 10,8N. das macht bei 20km/h einen widerstand von 60W - 9W mehr als im leerlauf.

· messungen zu einer iq fly und nabe ohne dynamo folgen. die elektrischen messungen deuten aber darauf hin, daß es kaum einen unterschied zwischen einer oder zwei frontlampen macht (?!), der dynamo bringt in beiden fällen mehr als die werksangabe (bis zu 4,5W bei knapp 24km/h).

viele grüße
axel

[Helge]

Da 2 Scheinwerfer mehr Leistung als einer benötigen wird der Nabendynamo selbstverständlich weniger mechanische Leistung mit nur einem Scheinwerfer benötigen.
Die von Dir angegebenen 9W sind durchaus konsistent zu den Herstellerangaben, bei einem sollten ca. 5W meßbar sein.

Welche elektrischen Meßwerte lassen Dich anderes vermuten?

Gruß

Helge

[Gast14736]

· der widerstand meines rades mit nabendynamo (mit mir drauf, also roll-, ein teil wind- und reibungswiderstände) beträgt rund 9,2N. bei 20km/h macht das eine leistung von rund 51W aus.

Kannst Du erklären, was Du mit "9,2N" meinst? Meinst Du damit, dass eine Kraft von 9,2N vorne an Deinem Rad ziehen muss, damit es sich in Bewegung setzt?

Rechne mal bitte vor, wie Du von den 9,2N auf 51W bei 20 Km/h kommst.

Keine Sorge, ich kann Dir folgen. Einige Jahre im Leben habe ich mein Geld damit verdient, für die IHK Physik für Handwerksmeister zu unterrichten.

[axel]

Welche elektrischen Meßwerte lassen Dich anderes vermuten?

hey helge,

bei einer lampe habe ich 9V und 0,5A gemessen, bei zweien 8,5V und 0,5A. mag sein, daß da eine messunsicherheit ist und der dynamo eben bei der drehzahl 4,5W abgibt - und die eine lampe das auch zieht. ansonsten ist es natürlich logisch, daß zwei lampen mehr ziehen als eine...
(alle messungen inklusive rücklicht)

Kannst Du erklären, was Du mit "9,2N" meinst? Meinst Du damit, dass eine Kraft von 9,2N vorne an Deinem Rad ziehen muss, damit es sich in Bewegung setzt?

Rechne mal bitte vor, wie Du von den 9,2N auf 51W bei 20 Km/h kommst.

hi k.-h. hirmer,

so ungefähr, man bräuchte "infinitesimal" mehr kraft, damit sich das rad in bewegung setzt. bei genau 9,2 N würde es sich im gleichgewicht mit der "gegenkraft" befinden.

das vorgehen und die rechnung sieht so aus:

· ich habe mich inklusive rad und klamotten gewogen
· ich habe ein paar ausrollversuche gemacht (5 in eine richtung, 5 in die andere, um wind- und steigungseinflüsse zu vermeiden)
· dabei die zeit gemessen, die das rad von 20km/h auf 5km/h brauchte
· a = delta_v/delta_t [1]
· F = m · a [2]
· P = F · v [3]

· [1] in [2] eingesetzt, ergibt: F = m · delta_v/delta_t [4]
-> das ist "gegenkraft", die ich immer überwinden muss, um das rad am fahren zu halten

· [4] in [3] bei einer bestimmten geschwindigkeit eingesetzt, ergibt eine leistung bei einer geschwindigkeit.

zahlenwerte:
· a = delta_v/delta_t = 4,17 m/s / 37,7 s = 0,111 m/s²
· F = m · a = 83 kg · 0,111 m/s² = 9,17 N
· P = F · v = 9,17 N · 5,56 m/s = 51 W

vereinfachungen:
· die negativbeschleunigung wurde als konstant angenommen
· natürlich ist der windwiderstand im gegensatz zu reibung und rollwiderstand quadratisch zur geschwindigkeit. bei den niedrigen geschwindigkeiten und mit dem versuch, den wind einigermaßen auszumerzen, hoffe ich aber, dem einigermaßen begegnen zu können.

viele grüße
axel

[Helge]

Welche elektrischen Meßwerte lassen Dich anderes vermuten?

hey helge,

bei einer lampe habe ich 9V und 0,5A gemessen, bei zweien 8,5V und 0,5A. mag sein, daß da eine messunsicherheit ist und der dynamo eben bei der drehzahl 4,5W abgibt - und die eine lampe das auch zieht. ansonsten ist es natürlich logisch, daß zwei lampen mehr ziehen als eine...
(alle messungen inklusive rücklicht)

Meßunsicherheit ist kein Ausdruck, da ist entweder an Deinem Meßgerät, an Deiner Meßmethode oder (schlimmer) an Deiner Schaltung etwas oberfaul.
Ein Scheinwerfer + Rücklicht sollte bei 15-20km/h etwa 6-7V und 05A ergeben, zwe davon könnte bei 15km/h noch bei 9V (und natürlich 0,5A) liegen, ab ca. 25km/ aber sollten es ca. 12-13V (und natürlich 0,5A) sein.

Alles andere ist oberfaul (Scheinwerfer in Reihe/Serie geschaltet, Rücklicht nur an einem angeschlossen, den ohne Rücklicht beim Ausschalten überbrückt als Vorraussetzung)

Überprüf' noch mal Deinen Aufbau, bevor Dir etwas kaputt geht.

Gruß

Helge

[mirkov]

Beeindruckend: schlaue Methode mit einfachen Mitteln (Waage, Fahrradcomputer, Stopuhr). Angewandte Physik in bester Form.

Ich glaube bei 25 kmh ist der Luftwiederstand deutlich höher als der vom Dynamo erzeugte Wiederstand. Vielleicht könntest du die Messungen mit kleineren Geschwindigkeitsunterschieden wiederholen (25-20, 20-15 usw oder wenn die Zeiten zu kurz sind, von 25-15, dann 20-10 usw): sonst kriegst du nur einen Mittelwert von 25 bis 5 kmh, und 5 kmh fährt man selten.

Ich werde ähnliche Messung versuchen zu machen aus einem anderen Grund: ich fahre jeden Tag die gleiche Strecke zur Arbeit, an manchen Tagen bin ich um 4-5 kmh langsamer obwohl ich mich meiner Meinung nach gleich bemühe und gleich gut fühle. Den eventuellen Windunterschied spüre ich nicht, bin aber im Winter eingesponnen .

[DarkSoul]

Daher führt man die Messungen im Vakuum durch oder eben auf einem Rollentrainer, da gibt es keinen Luftwiderstand.

[axel]

Meßunsicherheit ist kein Ausdruck, da ist entweder an Deinem Meßgerät, an Deiner Meßmethode oder (schlimmer) an Deiner Schaltung etwas oberfaul.
Ein Scheinwerfer + Rücklicht sollte bei 15-20km/h etwa 6-7V und 05A ergeben, zwe davon könnte bei 15km/h noch bei 9V (und natürlich 0,5A) liegen, ab ca. 25km/ aber sollten es ca. 12-13V (und natürlich 0,5A) sein.

Alles andere ist oberfaul (Scheinwerfer in Reihe/Serie geschaltet, Rücklicht nur an einem angeschlossen, den ohne Rücklicht beim Ausschalten überbrückt als Vorraussetzung)

Überprüf' noch mal Deinen Aufbau, bevor Dir etwas kaputt geht.

Gruß

Helge

also müsste der dynamo bei rund 25km/h die doppelte nennleistung abgeben (12V, 0,5A)? geht das? ich dachte eher, mit meinen 4,5W läge ich schon weiter über der spezifikation; daß dann dort irgendwo eine art "grenzleistung" liegt. wäre das nicht denkbar? was kann kaputt gehen, wenn meine gemessene spannung unter der liegt, die eigentlich anliegen sollte?

meßgeräte sind eigentlich sehr gute, analoge geräte aus der DDR die meßmethode: einmal beide geräte gleichzeitig reingehängt, spannung und strom gemessen, einmal nur eines, bei zwei durchläufen einmal spannung und einmal strom gemessen. die schaltung: vom "ausgang" des einen iq fly auf den "eingang" des anderen, dahinter das rücklicht (ich hoffe, du weisst, was ich meine: die iq fly haben ja den anschluss zum dynamo = "eingang" und den "ausgang" hinter dem schalter, an den das rücklicht kommt). insgesamt sollte das eine reihenschaltung der drei lampen sein, wobei mir da gerade selbst zweifel kommen....

Beeindruckend: schlaue Methode mit einfachen Mitteln (Waage, Fahrradcomputer, Stopuhr). Angewandte Physik in bester Form.

Ich glaube bei 25 kmh ist der Luftwiederstand deutlich höher als der vom Dynamo erzeugte Wiederstand. Vielleicht könntest du die Messungen mit kleineren Geschwindigkeitsunterschieden wiederholen (25-20, 20-15 usw oder wenn die Zeiten zu kurz sind, von 25-15, dann 20-10 usw): sonst kriegst du nur einen Mittelwert von 25 bis 5 kmh, und 5 kmh fährt man selten.

Ich werde ähnliche Messung versuchen zu machen aus einem anderen Grund: ich fahre jeden Tag die gleiche Strecke zur Arbeit, an manchen Tagen bin ich um 4-5 kmh langsamer obwohl ich mich meiner Meinung nach gleich bemühe und gleich gut fühle. Den eventuellen Windunterschied spüre ich nicht, bin aber im Winter eingesponnen .

danke
unterschätze den aufwand für die messungen aber nicht. für 20 messungen hab ich fast eine dreiviertelstunde gebraucht...

Daher führt man die Messungen im Vakuum durch oder eben auf einem Rollentrainer, da gibt es keinen Luftwiderstand.

wenn man einen rollentrainer besitzt, geht das sicherlich

viele grüße
axel