Grundlagen der Elektronik und deren Auswirkung auf das Dampfen 8


Verdampfer haben Ω (Ohm), Akkus haben Volt, Akkuträger VV oder VW – das kann schnell mal verwirrend werden wenn der Physikunterricht doch schon länger her ist.

Um zu verstehen, welchen Einfluss Spannung, Strom, Widerstand und Leistung auf das Dampfen haben, sollte man grundsätzlich erst einmal verstehen, was diese Begriffe überhaupt bedeuten und in welcher Verbindung sie zueinander stehen.

Die Grundlagen

Die elektrische Spannung (Formelzeichen U) definiert eine Potentialdifferenz. Diese wird in Volt (V) angegeben.

Um das Ganze bildlich zu erklären, kann man es sich im Prinzip so vorstellen, wie zwei nebeneinander stehende Behälter, von denen einer bis oben hin mit Wasser gefüllt und der andere leer ist. Zwischen diesen beiden Behältern besteht dann eine Potenzialdifferenz.

Verbindet man nun beide Behälter am unteren Ende mit einem Schlauch, fließt das Wasser von dem vollen Behälter in den leeren, bis beide Behälter halb voll sind und sich somit die Potentialdifferenz ausgeglichen hat. Diesen Wasserfluss kann man mit dem elektrischen Strom (Formelzeichen I) vergleichen. Dieser wird in Ampere (A) angegeben.

Der elektrische Widerstand (Formelzeichen R) ist bei diesem Vergleich der Schlauch und wird in Ohm (Ω) angegeben. Nimmt man einen kleinen Schlauch, bietet dieser dem Wasser einen größeren Widerstand um hindurch zu fließen als ein großer Schlauch. Das gleiche gilt beim Dampfen für die Drahtdicke der Spule (Wendel).

Mit dieser sehr allgemeinen Verbildlichung kann man schon sehr gut das Zusammenwirken dieser drei Komponenten erkennen.

Nimmt man einen größeren Schlauch  (geringerer Widerstand), fließt das Wasser schneller (größerer Strom).

Ebenso ist der Wasserfluss (Strom) größer, je größer die Potentialdifferenz (Spannung) der beiden Behälter ist.

Also lässt sich der Strom durch die Spannung und den Widerstand beeinflussen.

Den höchsten Strom erreicht man somit bei größtmöglicher Spannung und geringstem Widerstand und den niedrigsten Strom natürlich bei kleinster Spannung und großem Widerstand.

Dieses Grundprinzip der Elektronik wird in einer mathematischen Formel dargestellt, dem sogenannten ohmschen Gesetz:

Diese lautet wie folgt:

U=R·I

oder wenn man die Formel umstellt, R=U/I oder I=U/R

Außerdem benötigen wir noch die Formel zur Leistungsberechnung die wie Folgt lautet:

P=U·I

oder wenn man die Formel umstellt U=P/I oder I=P/U

Die Leistung (Formelzeichen P) ist also ein Produkt aus Spannung und Strom und wird in Watt (W) angegeben.

Ebenso richtig und für uns nützlicher ist allerdings diese Formel:

P=/R oder =P·R oder R=/P

Aber was bedeutet das nun für uns beim Dampfen?

Dazu mal ein kleines Beispiel:

eGo-Akkus und vergleichbare Geräte

Die meisten Einsteiger fangen mit einer eGo oder einem vergleichbaren Gerät an zu dampfen. Diese Geräte sind nicht regelbar und haben eine feste Spannung. Die Joyetech eGo und viele Nachbauten z.B. eine von 3,3V. Je nachdem was für einen Verdampfer man nun darauf schraubt, bekommt man unterschiedliche Dampfergebnisse, was zum großen Teil an dem jeweiligen Widerstand des Verdampfers liegt. Ein geringerer Widerstand führt zu einem höheren Stromfluss und somit zu einer höheren Leistung als ein höherohmiger Verdampfer. Hier ein Rechenbeispiel:

Akku mit U=3,3V
Verdampfer mit R=1,5Ω

Mit diesen beiden Werten könnten wir mit Hilfe des Ohmschen Gesetz den Strom berechnen mit der Formel:

I=U/R also I= 3,3V / 1,5Ω

Somit ergibt sich ein Strom von 2,2A womit wir wiederum die Leistung berechnen können.

P=U·I also 3,3V · 2,2A = 7,26W

oder wir nehmen die oben genannte Formel zur Leistungsberechnung:

P=U²/R also 3,3V² / 1,5Ω = 7,26W

Schraubt man nun einen Verdampfer mit einem höheren Widerstand auf die eGo, so verringert sich der Stromfluß und damit natürlich auch die Leistung. Dazu ein neues Rechenbeispiel:

Akku mit U=3,3 V
Neuer Verdampfer mit R=2Ω

P=U²/R     3,3V² / 2Ω = 5,445W

Somit kann man also bei einer eGo und ebenso bei allen anderen mechanischen und/oder ungeregelten Akkuträgern die Leistung und damit z.B den Flash oder die Geschmacksintensität überwiegend nur durch die Wahl des Widerstands beeinflussen.

Andere Faktoren spielen zwar auch eine Rolle aber dazu später mehr.

Grundsätzlich kann man behaupten:

Kleiner Widerstand = Höhere Leistung = Stärkerer Flash = Normaler Geschmack
Großer Widerstand = Geringere Leistung = Weniger Flash = Intensiverer Geschmack

Anmerkung: Bei einem mechanischen, ungeregelten Akkuträger spielt es übrigens keine Rolle, wie herum man den Akku hinein steckt, da der Stromkreis nur aus einem Schalter und der Spule (Wendel) besteht, welche ja nur ein Stück Draht ist. Weder den Schalter noch die Spule interessiert, aus welcher Richtung der Strom kommt.

Geregelte Akkuträger und vergleichbare Geräte wie eGo-Twist

Bei geregelten Akkuträgern, welche sich meistens dadurch auszeichnen, dass sie unter anderem ein Display, eine Platine, eine Regelung und eine Schutzelektronik besitzen sollten, ist es hingegen entscheidend die Polarität zu beachten, da sie sonst nicht funktionieren. Allerdings haben so gut wie alle geregelten Akkuträger auch einen Verpolungsschutz, so dass man nichts kaputt machen kann, wenn man den Akku mal aus Versehen falsch herum einsteckt.

Die aktuellen, regelbaren Akkuträger bieten so gut wie alle die Möglichkeit, den Verdampfer sowohl über das Einstellen der Spannung (Variable Volt, VV), als auch über das Einstellen der Leistung (Variable Watt, VW), zu befeuern. Worin genau der Unterschied zwischen diesen beiden Methoden liegt, möchte ich hier nun etwas verdeutlichen.

Anmerkung: Regelbare Akkus wie z.B. der eGo-Twist besitzen keinen Leistungsmodus (VW), sondern werden ausschließlich über die Spannung (VV) geregelt.

In der Kurzfassung:

Benutzt man den Akkuträger im Spannungsmodus, muß man die Spannung bei unterschiedlichem Widerstandswert der Verdampfer, für jeden Verdampfer neu anpassen, um die gleiche Leistung und das annähernd gleiche Dampfergebnis zu bekommen.

Benutzt man ihn hingegen im Leistungsmodus, braucht man theoretisch nur einmal die Ausgangsleistung einstellen und der Akkuträger passt die Ausgangsspannung automatisch dem Widerstand des Verdampfers an, so dass die Leistung und das Dampfergebnis immer nahezu gleich bleibt.

Der Spannungsmodus (Variable Volt)

Da man bei einem geregelten Akkuträger die ausgegebene Spannung oder Leistung einstellen kann, ist diese natürlich, anders als bei einem ungeregelten Akkuträger, nicht vom Widerstand des Verdampfers abhängig. Dadurch ist man natürlich flexibler und kann jeden Verdampfer seinen Vorlieben anpassen. Möchte man z.B. mehr Flash erhöht man einfach die Spannung oder die Leistung.
Nehmen wir z.B. den 2Ω Widerstand aus der letzten Rechnung und erhöhen wir nun die Spannung z.B. auf 4V ergibt sich folgende Rechnung:

Akkuträger mit U=4V
Verdampfer mit R=2Ω

P=U²/R    4V²/ 2Ω = 8W

Nehmen wir nun mal an, wir haben festgestellt, dass uns der Verdampfer mit 2Ω bei eingestellten 4V, sprich 8W am besten schmeckt. Nun kaufen wir uns z.B. einen anderen Verdampfer, welcher aber nun 2,5Ω hat. Um nun ungefähr das selbe Dampfverhalten wie vorher mit dem 2Ω Verdampfer zu bekommen, müssten wir die Spannung also manuell erhöhen, um wieder auf eine Leistung von 8W zu kommen. Auf welche Spannung wir ihn dann einstellen müssten, lässt sich natürlich auch berechnen indem wir die Formel umdrehen.

U²=P*R

Wir möchten die nötige Spannung berechnen, um 8W an einem 2,5Ω Widerstand zu bekommen. Also 8W · 2,5Ω = 20

Achtung! Dieses Ergebniss ist die Spannung², also müssen wir davon noch die Wurzel ziehen und bekommen die Spannung die wir brauchen, nämlich 4,47V

Der Leistungsmodus (Variable Watt)

Stellen wir den Akkuträger in den Leistungsmodus, brauchen wir einfach nur unsere gewünschten 8 Watt einstellen und er regelt die Spannung entsprechend des Widerstandes automatisch auf den richtigen Wert, so dass unabhängig vom Widerstand immer die eingestellte Leistung ausgegeben wird. Also würde er bei unserem 2,5Ω Verdampfer automatisch eine Spannung von 4,47V ausgeben und bei unserem 2 Ohm Verdampfer eine Spannung von 4V.

Wie oben bereits erwähnt ist das ganze allerdings eher theoretisch zu betrachten, denn das Dampfverhalten eines Verdampfers wird nicht ausschließlich durch den Widerstand bestimmt, sondern auch noch durch andere, wichtige Faktoren, wie z.B. dem Nachfluss. Von daher funktioniert dieses Prinzip eigentlich nur gut, solange man Verdampfer der selben Bauart benutzt, wie z.B. bei der Vivi Nova.

Die Vivi Nova ist ein Verdampfer, bei dem man die sogenannten Köpfe, also die Wicklung inkl. Docht, austauschen kann. Diese Köpfe gibt es mit verschiedenen Widerständen. Der Verdampferraum, die Dochtstärke usw. bleiben allerdings immer gleich. Von daher sollte in solchen Fällen die Nutzung des Leistungsmodus gut funktionieren.

Benutzt man hingegen z.B. verschiedene Selbstwickler, Wicklungsarten (z.B. Microcoil oder Dualcoil), Dochte (z.B. Edelstahlsieb oder verschieden dicke Fasern), muß man für gewöhnlich auch die Leistung manuell der Wicklung anpassen.
So hat z.B. eine Wicklung auf einem Docht mit 3x2mm für gewöhnlich einen besseren Nachfluss, als eine Wicklung mit nur einem 2mm Docht. Daher kann es sein, dass man die Wicklung mit dem 3x2mm Docht trotz geringerem Widerstand mit einer höheren Leistung befeuern kann als z.B. eine höherohmige mit nur einem 2mm Docht, weil diese dann durch den schlechteren Nachfluss eher dazu tendiert zu kokeln. Es gibt noch andere Faktoren die da hinein spielen können, wie z.B. die Größe des Dochtlochs, aber das würde hier zu weit führen.

Ich hoffe das Ganze war jetzt nicht zu komplex und ich konnte euch den Zusammenhang zwischen den Grundlagen der Elektronik und dessen Einfluss auf das Dampfen, sowie den Unterschied zwischen dem Spannungs- und Leistungsmodus von geregelten Akkuträgern und dem zu ungeregelten verständlich machen.

 


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8 thoughts on “Grundlagen der Elektronik und deren Auswirkung auf das Dampfen

  • berlingo

    Einfach klasse dieser Artikel, diese Qualität führt mich seit drei Jahren immer wieder auf diese Dampfseite. Jetzt im Zeitalter der Selbstwickler würde ich mich über eine Erweiterung des Artikels sehr freuen. Sub- Ohm, Hochohm, Dual-, Trippel-, Quad-Coil und Super-Watt-Platinen sind eine Schlagwörter.

  • Bender

    Das ist doch mal ausführlich und trotzdem gut zusammengefasst. Bin zurzeit am versuchen mir alles nötige an Wissen zu selbstwickeln, akkuträgern, etc. anzueignen und hab hier auf dieser Seite an einem Tag mehr Lernen können als in den vergangenen 3 Wochen auf anderen Seiten.
    Somit an der Stelle mal ein fettes DANKESCHÖN 😉 und Lob👍