Coils wickeln: Physikalische Zusammenhänge

In diesem Beitrag erkläre ich einige physikalische Zusammenhänge von Wicklungen einer Dampfe („E-Zigarette“), und worauf man bei einer Wicklung achten sollte.


Inhalt

Falls bei den Begriffen im Beitrag Fragezeichen über'm Haupthaar aufplöppen: Abkürzungen & Begriffe

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Begriffe

Ω = Ohm = Widerstand
V = Volt = Spannung
A = Ampere = Stromstärke
W = Watt = Leistung

Ein paar Regeln des Universums

  1. Grundsätzlich steigt der Widerstand je länger der Draht ist.
  2. Grundsätzlich sinkt der Widerstand je dicker der Draht ist.
  3. Grundsätzlich vergrößert sich die Drahtmasse je länger/dicker der Draht ist.
  4. Grundsätzlich vergrößert sich die Trägheit der Wicklung je größer die Drahtmasse ist.
  5. Grundsätzlich hat der Widerstand (Ohm) allein keinerlei Einfluss auf die Wärmeentwicklung oder Dampfleistung einer Wicklung (dazu mehr weiter unten).

Was Draht-Länge und Dicke bewirken

  • Gesamtmasse
    Die Gesamtmasse des Drahtes muss vom Akku erhitzt werden damit Dampf entsteht.
    Ist die Masse zu groß reagiert die Wicklung träge. Ist die Wicklung träge stellt man intuitiv mehr Leistung ein. Das ist zwar gut um den Draht schnell auf Temperatur zu bekommen, aber schlecht für den Geschmack. Denn wenn der Draht erstmal heiß ist braucht man die viele Energie gar nicht mehr damit es gut dampft.
    Die Masse sollte man also möglichst gering halten. Oder zumindest einen Preheat (Akkuträger ABC) benutzen, falls der Akkuträger einen bietet.
  • Oberfläche
    Auf der Oberfläche entsteht der Dampf. Hat man viel davon kann man viel Dampf erzeugen, ohne viel Hitze zu benötigen.
  • Elektrischer Widerstand (Ohm)
    Der muss zum Akkuträger passen. Aktuelle Akkuträger sind da allerdings nicht mehr pingelig und können meist im Bereich von 0,1 bis 3 Ohm arbeiten.

    Der Widerstand allein hat überhaupt keinen Einfluss auf die Dampfleistung einer Wicklung. Eine Aussage wie zB „Ich dampfe lieber mit 0,8 Ohm“ ist vollkommen sinnfrei, da man jeden beliebigen Widerstand mit jedem Draht wickeln kann und dabei völlig unterschiedliche Masse/Oberfläche-Konstellationen möglich sind.
    Letztlich entscheidet nur die Leistung (Watt) und die Oberfläche der Wicklung darüber wie warm eine Wicklung wird (und der Luftstrom – soll hier aber nicht das Thema sein).

Akkuträger die nicht in Watt sondern Volt einstellbar sind…
Die Watt-Leistung ist das Produkt aus Volt und Ampere. Für die Praxis können wir aber besser so rechnen:
Volt * Volt / Ohm = Watt
Beispiele:

3,7 Volt * 3,7 Volt / 2,0 Ohm = 6,8 Watt
4,2 Volt * 4,2 Volt / 2,0 Ohm = 8,8 Watt
4,2 Volt * 4,2 Volt / 1,0 Ohm = 17,6 Watt
4,2 Volt * 4,2 Volt / 0,5 Ohm = 35,3 Watt

Der Widerstand ergibt mit der Spannung (Volt) die tatsächliche Watt-Leistung die vom Akku auf die Wicklung geschickt wird.
Hier kann man verschiedene Werte ausrechnen lassen: Steam Engine – Ohm’s law

Was man beachten sollte

  • Der Akkuträger muss mit dem Ohm-Wert der Wicklung grundsätzlich kompatibel sein (welchen Ohm-Bereich er unterstützt steht in der Anleitung).
  • Der Akkuträger muss bei dem gewünschtem Ohm-Wert der Wicklung auch die gewünschte Watt-Leistung erzeugen können:
    • Bei „zuviel“ Ohm kann es sein das der Akkuträger nicht genug Spannung liefern kann und weniger Watt rauskommen als eingestellt sind. Schädlich, oder gefährlich ist es aber nicht.
    • Bei „zuwenig“ Ohm kann es sein das der Akkuträger gar nicht feuert, oder eine evtl. vorhandene Ampere-Begrenzung bewirken das weniger Leistung als eingestellt ausgegeben wird, oder der Akkuträger wird schlicht und einfach überlastet und kann kaputt gehen (der Akku ggf. auch).
      Bei Akkuträgern ohne Schutzelektronik (mechanische Akkuträger zB) würde ggf. der Akku ausgasen und schlimmstenfalls explodieren/Feuer fangen.
  • Die Wicklung sollte einigermaßen mit der erzeugten Watt-Leistung harmonieren (Masse/Oberfläche). Steam Engine (siehe Links) gibt über den „heat flux“ Wert einen guten Anhaltspunkt darüber wie es dampfen wird. Der Masse-Wert liefert den Anhaltspunkt dafür wie schnell die Wicklung Dampf liefert (Trägheit der Wicklung).
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