Warum ist es elektrisch egal, welcher Werkstoff eingesetzt wird?
Wir setzten als Werkstoff für die elektrisch leitenden Teile in unseren Rollenprüfständen Edelstahl ein. Die Gründe hierfür haben wir schon in einem vorherigen Beitrag genannt.
Ein Nachteil dieses Werkstoffes ist allerdings die schlechte elektrische Leitfähigkeit gegenüber Aluminium oder Messing. Im Modellbahnbetrieb ist dies aber egal, da der Spannungsabfall von Edelstahl unterhalb des Grenzwertes von 3% liegt. Natürlich ist der Spannungsabfall bei Messing und Aluminium geringer, das hat aber keine Auswirkungen. Hier eine Berechnung mit den verschiedenen Werkstoffen:
Spannungsabfall Aluminium: 12mV
Spannungsabfall Messing: 30mV
Spannungsabfall Edelstahl: 420mV
Folgende Werte wurden zur Berechnung herangezogen:
Betriebsspannung: 15V (Spurweite H0)
Leistungsaufnahme der Lokomotive: 5W
Leiterquerschnitt: 7mm² (kleinster Querschnitt (Stift von 4-Kant-Rohr zu Kugellager)
Leiterlänge: 0,5m (Abstand des Reiters zum Anschluß an Rollenprüfstand)
Elektrische Leitfähigkeit Aluminium: 34 MS/m
Elektrische Leitfähigkeit Messing: 14 MS/m
Elektrische Leitfähigkeit Edelstahl: 1 MS/m
Anhand dieser Formel wurde es berechnet:
Bei der Betriebsspannung von 15V hat Aluminium einen Spannungabfall 0,08%, Messing hat einen Spanungsabfall von 0,2% und Edelstahl hat einen Spannungsabfall von 2,8%. Edelstahl ist der viel schlechtere Leiter, liegt aber immer noch fast 10% über dem Grenzwert von 3%. Zusätzlich kommt noch hinzu, dass die ungünstigsten Werte für die Berechnung angenommen wurden (Edelstahl hat je nach Legierung eine Leitfähigkeit zwischen 1 und 1,5MS/m)
Was allerdings zubeachten ist, sind die Übergänge. Ich habe dazu in meinem vorherigen Artikel Bezug genommen