3D Drucker: Heizpatrone mit Multimeter nachmessen

Ich habe mir auf Amazon Heizpatronen für meinen Prusa i3 MK3S gekauft. Neben passenden Sicherungen sollte man das als Ersatzteil auf jeden Fall Griffbereit haben.
Der MK3S braucht Heizpatronen (auch Heater Cadriges genannt), die mit 24 Volt laufen und 40 Watt liefern können. 30 Watt gehen auch, aber das aufheizen dauert etwas länger. Ich hatte aber “Thermal Runaway” Fehler, sobald der Lüfter nach der ersten Schicht angegangen ist. Meine Vermutung: Mir wurden Patronen geliefert, die nicht der Produltseite entsprechen also weniger Watt haben.

Auf den Dingern steht aber leider nicht wirklich was drauf. Da hilft nur eins: Nachmessem mit einem Multimeter. Um zu prüfen ob die Heizpatronen wirklich die angegebenen Watt liefern misst man deren Widerstand.

Die Mathematik/Physik dahinter

Warum den Widerstand? Ich hab keine Ahnung. Ich würde ja im laufenden Betrieb die Spannung und Stromstärke messen wollen, aber Personen, die sich besser auskennen schlagen diesen Weg vor. Leider ist der Physikunterricht schon etwas länger her, aber die Formeln bekommt man schnell aus seiner Lieblingssuchmaschine (zum Beispiel Bing) raus. Den Rest ist Basismathematik.

Erstmal muss man ein paar Werte berechnen bzw. in Relation setzen. Folgende Werte sind gegeben oder werden benötigt:

R = Widerstand = ?? Ohm
U = Spannung = 24 Volt
I = Stromstärke = ?? Ampere
P = Leistung = 40 Watt

Die Formel für den Widerstand ist R = U/I. I ist aber nicht gegeben, deshalb muss man diesen Wert erstmal errechnen. Allgemein gilt: P = U * I. Stellt man die Formel nach I um, dann erhält man I = P/U. Nun kann man die Werte einsetzen:

I = 40 Watt / 24 Volt = 1,6666 Ampere
R = 24 Volt / 1,6666 Ampere = 14,4 Ohm

Oder kürzer:

R = U/(P / U) = 24/(40/24) = 14,4 Ohm

Beim Messen mit dem Multimeter muss als 14,4 Ohm im Display erscheinen. Eine kleine Referenztabelle:

Volt Watt Ungefährer Widerstand
12 10 14,4
12 20 7,2
12 30 4,8
 12  40 3,6
12 50 2,88
24 10 57,6
24  20 28,8
24 30 19,2
24 40 14,4
24 50 11,52

Nachmessen

Für das Messen des Widerstands muss der Drucker nicht am Stromnetz hängen oder die Heitpatrone überhaupt verbaut sein. Also: Netzstecker ziehen oder die unverbaute Patrone verwenden.
Das Multimeter wird auf Ohm gestellt. Wie in der Tabelle oben zu sehen ist der untere Bereich ausreichend. Ich hab mein Wählrad auf “200 Ohm” gedreht. Dein Multimeter kann andere Bereichsgrenzen haben.

Aus der Heizpatrone kommen zwei Kabel raus. Jeweils ein Kabel wird mit einer Messspitze verbunden. Auf dem Display sollte nun ein Wert stehen. In meinem Fall standen da Werte zwischen 14,3 und 14,9 Ohm. Die Angaben auf der Produktseite sind also korrekt.


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