Klopt niet.
De spanningsval door de gevraagde stroom komt door de inwendige weerstand van de spanningsbron.
Het gedisipeerde vermogen in de motor, stroom in kwadraat x Ohm, wordt nu 6W.
Het opgenomen vermogen blijft de aangelegde spanning x de opgenomen stroom.
Geloof me, Henk, het klopt WEL, maar jij begrijpt niet wat ik duidelijk wil maken...
De spanningsbron zal een dip vertonen vanwege inwendige weerstand, dat is correct, maar die beschouwen we voor laagbelaste Lithium setjes voor het gemak even "ongeveer nul".
Het gaat om het verschijnsel kV: Als een geborstelde electromotor (voor het voorbeeld) 1,5 Ohm rotorweerstand heeft, waarom gaat er dan bij onbelast lopende motor gen kortsluitstroom lopen? Er staat immers maar 1,5 Ohm tussen de polen van een spanningsbron van (in het voorbeeld) 11 volt?
Waarom gaat een electromotor die onbelast loopt, en een lage inwendige weerstand heeft, van energie voorzien wordt door een spanningsbron met "onbegrensde stroom capaciteit", niet ook "oneindig hard lopen"?
Dat ligt aan die kV. De Generatorconstante. Het aantal toeren wat een gelijkstroommotor (die ALTIJD óók een generator is) moet draaien om 1 volt open klemspanning te leveren.
Heel kort door de bocht: Als je op een motor met kV 1000 11 volt aansluit, WIL hij 11000 toeren gaan draaien bij stroom = nul. Want dan wekt de motor inwendig precies 11 volt op, en die spanning cancelled de aangelegde spanning, en dus is alles weer in evenwicht.
Helaas is er weerstand, dus de motor draait iets langzamer dan theoretisch, de inwendige spanning daalt wat, en er staat een heel kleine spanning over de rotor, die de stroom doorlaat ongeveer evenredig met U
eff=I x R maar dan wel U
eff=(U
bron-U
rotor)
Mijn excuses als ik de verkeerde termen gebruik, want de theorie is heel erg lang geleden, en ik gebruik dit vrijwel nooit.
Nu gaat inderdaad de batterij vermogen leveren volgens "U
bron x I", maar de rotor gaat warmte ontwikkelen volgens "Ueff x I", wat gelijk is aan I-kwadraat x R
rotor
Het door de batterij geleverde vermogen, MINUS het door de rotor in warmte omgezette deel, is het vermogen wat aan de mechanische belasting geleverd wordt. Bij een onbelast draaiende rotor zijn dat de totale wrijvingsverliezen in de lagers, borstels en luchtweerstand(klopt niet honderd procent want er zijn ook ijzerverliezen in de rotor die het rotorveld verzwakken, er zijn luchtspleetverliezen vanwege de afstand tussen rotor en stator, en de magneten warmen ook wat op, maar die verliezen zijn relatief klein).
Ga je nu een schroef achter die motor hangen en dompel je die in het water, dan is de ENIGE manier waarop die motor dat kan overwinnen, door het toerental te laten zakken; Daardoor neemt de inwendige generatorspanning af, en kan er meer stroom door de rotorweerstand vloeien. Doordat die stroom toeneemt, neemt het geleverde koppel toe totdat het balans vind met de koppelvraag van de schroef. De stroom neemt toe, waardoor het door de bron geleverde vermogen toeneemt, en de warmteontwikkeling in de rotor neemt ook toe omdat I toeneemt.
Die rotorweerstand is dus een hele belangrijke factor in het "koppelgedrag" en het rendement van een electromotor, want als die weerstand laag is, hoeft het toerental minder ver te dalen om de stroomtoename mogelijk te maken, terwijl ook de warmteontwikkeling beperkt blijft.
Maar waar het om gaat, is dat je de dingen even gescheiden moet zien: Ja, je legt een spanning X aan over de motor. Volgens de boerenlogica staat er nu die volle spanning over de rotor. Voor de begripvorming moet je even de rotorweerstand en de spoel zien als een serieschakeling van een tegengepoolde spanningsbron en een gewone Ohmse weerstand.
Je legt de volle bronspanning van 11 volt aan over een serieschakeling van 1,5 Ohm en 8V tegengepoold, dus er is ECHT over die rotorweerstand maar 3 volt aanwezig. Het doet er verder niet toe dat die spanningsbron en die weerstand in werkelijkheid 1 en dezelfde voorwerp zijn.
Dus om te weten wat het toerental onder belasting gaat zijn (en die belasting kun je in eerste instantie alleen maar zien aan je amperemeter) kun je met de rotorweerstand de inwendige spanningsval bepalen, en daarmee middels de generatorconstante bepalen welke spanning er nodig is om de resterende spanning in het generatordeel op te wekken.
DUS: ik heb een motor met en kV van 1000 en een rotorweerstand van 1,5 Ohm.
Ik sluit hem aan op 11 volt, en ik hang er een schroef achter die een zodanige belasting oplevert dat de motor 2 ampere trekt. Rotorweerstand is 1,5A, dat betekent dat de spanningsval over de rotor 3 Volt is, dan MOET de motor onder die belasting inwendig 8Volt opwekken, en dus 8000 toeren draaien. Ga ik hem zwaarder belasten, zeg, 3A, dan is de spanningsval over die rotor dus 4,5 volt, en MOET de motor 6,5Volt opwekken om dat verschil goed te maken en zal dus 6500 toeren gaan draaien onder die belasting.
Stel, ik herwikkel die motor zodanig, dat de kV 1000 blijft, maar de rotorweerstand afneemt naar 0,75 Ohm. Dan is dat rotorverlies veel kleiner, en hoeft de motor bij 2A maar 1,5 volt "goed te maken"(ofwel hij moet inwendig 9,5 volt opwekken, en hij draait dan bij die belasting 9500 toeren.
Als je daar dieper over nadenkt, dan kan dat natuurlijk nooit met diezelfde schroef van het eerste voorbeeld, want bij 9500 toeren neemt die schroef veel meer vermogen op dan bij 8000, maar DAT is weer een heel ander verhaal.
het heeft bij mij ook jááááaren geduurd voordat het kwartje tussen alle theorie van de vroegere lessen electro, en de praktijk van alledag, in het midden op zijn plek viel, hoor...
