AFAIK Jeder der weltweit führenden Hersteller von schnurlosen Elektrowerkzeugen produziert mehrere "Produktlinien" von schnurlosen Elektrowerkzeugen mit unterschiedlichen Spannungen. Beispielsweise stellt Bosch derzeit Werkzeuge mit Li-Ionen-Batterien mit einer Ausgangsleistung von 10,7 V, 14,4 V, 18 V und 36 V her. Je höher die Spannung, desto leistungsfähiger ist ein Werkzeug.
Jetzt werden diese Werkzeuge von Batterien gespeist, die aus Zellen mit niedrigerer Spannung zusammengesetzt sind (etwa 3,7 Volt für Li-Ion-Zellen, denke ich), und die Zellen werden nacheinander angeschlossen, bis die Zielspannung erreicht ist.
Sie könnten stattdessen Zellen parallel verbinden. Sie hätten die gleiche Spannung, aber einen höheren Strom und das würde wiederum eine höhere Leistung ergeben.
Warum wählen sie eine höhere Spannung gegenüber derselben Spannung und einem höheren Strom, um eine höhere Leistung in Elektrowerkzeugen zu erzielen?
Antworten:
Matt hat bereits erklärt, dass Sie bei Verwendung einer höheren Spannung bei gleicher Nennleistung einen niedrigeren Strom haben . Dies bedeutet dünnere und weniger schwere Drähte , was Einsparungen bedeutet (Kupfer ist teuer). Möglicherweise müssen Sie auf eine bessere Isolierung achten , aber das überwiegt nicht den genannten Vorteil.
Es ist auch viel einfacher, Zellen in Reihe zu schalten als parallel . Parallel geschaltet müssen die Spannungen genau gleich sein, da sonst hohe Ströme von einer Zelle zur anderen fließen, was zu großen Leistungsverlusten führt und die Lebensdauer der Zelle verkürzt .
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TLDR: Für höhere Drehzahlen wird eine höhere Spannung benötigt.
Ich bin mit dem Argument der Kupfereffizienz nicht einverstanden (oben / unten)
Der einzige Grund ist die Gegen-EMK von Motoren bei hohen Drehzahlen. Unabhängig davon, wie viel Strom die Batterien liefern können, bedeutet ihr Strom ein Drehmoment für den Motor, jedoch keine Geschwindigkeit. Bei Höchstgeschwindigkeit hat der theoretische verlustfreie Motor eine Gegen-EMK, die genau der Versorgungsspannung entspricht, und verbraucht Strom nahe Null, während er ein Drehmoment von Null aufweist.
Werkzeuge mit höherer Leistung haben möglicherweise höhere Drehzahlen und Drehzahlen und benötigen eine höhere Spannung.
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Aus genau dem gleichen Grund übertragen die Energieversorgungsunternehmen Strom im ganzen Land mit vielen hunderttausenden Volt, anstatt alles nur mit 110/230 V zu betreiben.
Eine höhere Spannung bedeutet einen niedrigeren Strom bei gleicher Leistung.
Ein geringerer Strom bedeutet kleinere Komponenten und dünnere Drähte, wodurch es billiger und effizienter wird.
Nehmen Sie zum Beispiel einen Gleichstrommotor.
Damit ein 12-V-Motor die gleiche Leistung wie ein 24-V-Motor entwickelt, müsste er doppelt so viel Strom ziehen. Dies würde bedeuten, dass die Wicklungen im Motor aus dickerem Draht bestehen müssten. Dies würde sowohl Größe als auch Kosten erhöhen.
Die Elektrizitätsunternehmen übertragen Strom mit einer hohen Spannung, sodass der Strom niedrig ist, sodass sie Kabel mit kleinem Durchmesser verwenden können. Es ist alles das gleiche Prinzip.
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Je höher die Spannung ist, desto niedriger ist der Strom bei gleicher Leistung. Wenn Sie viel Strom aus einer Batterie ziehen, entsteht ein schlecht veränderter Bereich im Inneren. Das führt zu einer schlechteren Leistung.
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