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Seit der Veröffentlichung meiner kleinen Serie über das Galvanisieren habe ich einige Anfragen mit der Bitte um Tipps für eine leistungsfähige und preisgünstige Spannungsquelle zum Galvanisieren erhalten. Meist mit Betonung auf „leistungsfähig“, weil es wohl darum geht, größere Gegenstände zu galvanisieren oder Galvanoplastiken zu erstellen.

Diese Spannungsquellen gibt es natürlich. Ein einfaches, preisgünstiges und regelbares Labornetzgerät erfüllt sehr wahrscheinlich alle Ihre Wünsche hinsichtlich einer stabilen und leistungsfähigen Spannungsversorgung.

Diese als sogenannte Schaltnetzteile aufgebauten Geräte sind sehr komfortabel in der Bedienung und liefern enorme Leistungen die zum Galvanisieren allemal ausreichen. Die über Regler eingestellten Werte für Spannung und Strom werden unmittelbar angezeigt. Heute meist in einem auf der Frontseite angebrachten Display. Ein zusätzliches Multimeter zur Kontrolle der eingestellten Stromstärke wird also überflüssig.

Labornetzgeräte kosten heute nicht mehr die Welt und sind gerade für den diesen Zweck wirklich eine gute Investition. Warum ich das denke, möchte ich mit einem Blick auf die praktischen Alternativen einmal verdeutlichen.

Für das Galvanisieren benötigen Sie nur eine geringe Spannung von Ein bis Zwei Volt. In den meisten Fällen werden Sie deshalb mit einer Batterie als Stromquelle ganz gute Ergebnisse erzielen.

Anders sieht es aus, wenn Sie großflächige Gegenstände galvanisieren möchten oder dickere Schichten erzielen wollen. Denn die benötigte Stromstärke ist von der Größe der Fläche abhängig. Möchten Sie zum Beispiel Galvanoplastiken erstellen, werden Sie deshalb mit einer Haushalts-Batterie nicht sehr weit kommen.

Der Strombedarf

Die Frage nach der geeigneten Stromquelle für das Galvanisieren hängt natürlich zunächst davon ab, welche Stromstärke Sie benötigen. Das möchte ich an einem Beispiel einmal durchrechnen.

Für die Galvanisierung mit Kupfer brauchen Sie pro cm² etwa 20mA (0,02A). ( Das große A ist das Zeichen für die Einheit Ampere, mit der die Stromstärke bezeichnet wird.)

Für die Oberfläche des zu galvanisierenden Gegenstandes nehme ich einfach mal 300 cm². Das ist etwa die Fläche einer DIN A5 Seite.

Damit kommen Sie bei 300 cm² auf 6 Ampere

( 0,02 A / cm² * 300 cm² = 6 A )

Diese Stromstärke muss Ihre Spannungsversorgung hergeben, ob Batterie oder Netzgerät. Und zwar so lange, bis der Metallüberzug die gewünschte Schichtdicke erreicht hat. Sonst wird das nix mit dem Galvanisieren einer so großen Fläche.

Ein herkömmliches, linear geregeltes Netzteil hat damit schon richtig zu tun und wandelt dabei technisch bedingt sehr viel mehr Energie um als eigentlich benötigt wird. Diesen nicht verwertbaren Teil nennt man Verlustleistung, die sich als Wärmeentwicklung bemerkbar macht.

Und wie Sie gleich sehen werden, scheint man mit herkömmlichen Mitteln beim Galvanisieren mit hohen Strömen um diese Verlustleistung nicht herum zu kommen.

Galvanisieren mit der Autobatterie

Die Idee eines Lesers war es, eine sehr viel stärkere Batterie, zum Beispiel eine Autobatterie, zu verwenden. Zugegeben, keine wirkliche Konstantstromquelle, denn irgendwann wäre auch die Autobatterie leer. Aber immerhin können Starterbatterien kurzfristig mehrere Hundert Ampere liefern und wirklich viel Energie speichern. Das könnte unter Umständen auch für unsere Zwecke ausreichen.

Die gespeicherte Energiemenge, die Kapazität, einer Autobatterie wird in Amperestunden (Ah) auf dem Typenschild angegeben. Dabei bedeutet h die Zeit in Stunden.

Wie lange eine Autobatterie die geforderte Stromstärke liefern kann, lässt sich mit einer einfachen Formel berechnen:

Kapazität Q * Nennspannung V / entnommene Leistung P

Die entnommene elektrische Leistung P ist das Produkt aus Spannung (V) und Stromstärke (A).

Steht da zum Beispiel 36Ah, bedeutet das, die Batterie kann 36 Stunden lang einen Strom von 1 Ampere oder eben 6 Stunden lang einen durchschnittlichen Strom von 6 Ampere liefern:

36 Ah * 12V / 12V * 6A = 6h

da die Stromentnahme während der gesamten Dauer konstant bleibt, kann man auch verkürzt rechnen:

36Ah / 6A = 6h

Nach etwa sechs Stunden müssen Sie die Autobatterie also wieder aufladen um weiter galvanisieren zu können.

Ob das eine Lösung ist hängt davon ab, was Sie erreichen wollen: Wenn Sie dickere Schichten erzielen möchten, kann das Galvanisieren schon mal einige -zig Stunden dauern und in diesem Fall reicht ganz offensichtlich auch eine starke Autobatterie nicht aus.

Galvanisieren oder heizen?

Ein wirkliches Problem aber ist die Stromregelung. Und hier kommt wieder (noch eine zusätzliche) Verlustleistung in‘s Spiel:

Damit Sie die benötigte Stromstärke erhalten, müssen Sie einen Vorwiderstand in den Galvanisier-Stromkreis einbauen. Die gesamte nicht benötigte Energie wird in diesem Widerstand in Wärme umgewandelt. Und bei einigen Ampere ist das ( I² * R = 36 * 2 = 72Watt) ‚ne ganze Menge.

Die Wärmeverluste treten bei dieser Art der Stromregelung immer auf. Ganz gleich, ob Sie den Strom aus einer Batterie oder aus dem Netz beziehen. Und das gilt übrigens auch, wenn Sie das Ganze mit einer Transistorschaltung oder mit einem Spannungsregler-IC(kann man auch als Stromregler zweckentfremden ) aufbauen.

Spannungs-/Stromregler dieser Art belasten die Spannungsquelle immer mit der gesamten Leistung: Die nicht benötigte Energie wird ganz einfach „verbraten“, in Wärme gewandelt.

Und eine wirklich preiswerte Bastellösung ist es auch nicht.

Bei so hohen Leistungen kommen eigentlich nur Drahtwiderstände in Frage. Ein entsprechender 100 Watt-Widerstand kostet so etwa ab 10 Euro. Wenn Sie Ihre Berechnungen für eine andere Flächengröße anstellen, brauchen Sie natürlich einen anderen Widerstand. Auf die Dauer wird das also kostspielig.

Etwas sinnvoller erscheint da die Investition in einen regelbaren Widerstand, ein Drahtpoti, das diese Leistungen verkraftet. Der Widerstand ist damit in einem bestimmten Bereich, zum Beispiel von 0 bis 100 oder von 0 bis 1000 Ohm einstellbar. Je größer der Regelbereich, umso ungenauer wird die Einstellung. Kostenpunkt: etwa 20 Euro.

Mit sehr geringer Verlustleistung und Wärmeentwicklung kommt hingegen ein Labornetzgerät aus. Das entnimmt dem Netz nur einen sehr geringen Eigenverbrauch und zusätzlich genau so viel Leistung, wie Sie zum Galvanisieren benötigen.

Und das ist nicht etwa ein Werbegag. Es gibt tatsächlich Techniken (PWM, Phasenanschnittsteuerung), die bewirken, dass nur genau so viel Energie wie benötigt aus der Netzspannung gewandelt wird.

Mein Fazit:

Wer hin und wieder umfangreiche und leistungshungrige Galvanisierarbeiten durchführen möchte, für den mag es reichen, mit einer Autobatterie oder einem starken herkömmlichen Netzteil zu arbeiten und sich an entsprechend dimensionierten Vorwiderständen die Finger zu verbrennen.

Für häufigere Galvanisierarbeiten und wenn man an reproduzierbaren Ergebnissen, und einfacher Bedienung interessiert ist, ist man mit einem Labornetzgerät gut beraten.

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