Und noch etwas atmosphärisches, zumindest zu Begin:
Etwas hässig, aber nicht sooo dunkel wie Black Sun Empire:
Hallo Grischabock
Gerne! Ich finde es sehr schade um die vielen Wertvollen Beiträge mit 'zig Stunden Effort dahinter, da habe ich mir ad hoc kurz die Zeit genommen, wenigstens diese Sammlung zu retten und mein Profil zu "portieren". Da ich mir wie bereits erwähnt nun noch ein weiteres technisches Hobby angeeignet, dabei gleich noch eine neue Vereinsmitgliedsschaft, ein Ausbildneramt und einen Vorstandsposten, sowie den Vizepräsi aufgeheimst habe, ist meine Zeit sehr begrenzt was "dieses und jenes" angeht 
Aber dampfen tuhe ich immer noch und vielleicht kommt ja mit dem neuen Forum hier auch wieder etwas Schwung in die Kiste...
Die Idee mit dem Lexikon finde ich an sich toll, kann aber nicht versprechen, dass ich da wie wild Inhalte generieren werde 
Backup abgeschlossen.
Die vorhergehenden Beiträge wurden ab 30. Januar 2016 veröffentlicht und blieben seit dem unverändert.
Die Box die ich dafür verwenden wollte betreibt die Akkus in Serie. ... Dann darf ich wenn ich es richtig verstanden habe, wenn ich mit meinen zwei 20A-Akkus 60 Watt dampfen möchte, auf keinen Fall unter 0.6 Ohm wickeln. Oder bei, sagen wir mal 0.4 nicht über 40 Watt dampfen. Also ich hoffe ich stelle mich jetzt nicht allzu doof an....
Achtung, Widerstand und Leistung sind umgekehrt proportional zueinander, zudem noch quadratisch!
Mit zwei seriell geschalteten Akkus hast du 2x3.7V, also insgesamt 7.4V Nennspannung, die auf die Wicklung kommen (abzüglich dem Spannungsabfall am Verdampfer, den Kontakten und dem Mod selbst).
Bei 0.4Ohm Wicklungswiderstand ergibt dies eine Stromstärke von:
I = U / R = 7.4V / 0.4Ohm = 18.5A, welche deine Akkus aushalten müssen. Die 0.4Ohm (resp. 0.37Ohm für 20A) sind also das unterste Limit, wenn du zwei 20A-Akkus seriell verwendest.
Damit bekommst du aber eine Ausgangsleistung von:
P = U * I = 7.4V * 18.5A = 136.9W!
Die Leistung kannst du auch wiefolgt berechnen:
P = U^2 / R = (7.4V x 7.4V) / 0.4Ohm = 136.9W
Um bei einer mechanischen Box mit zwei seriell geschalteten Akkus eine Leistung von 40W zu erhalten müsstest du einen Wicklungswiderstand von:
R = U^2 / P = (7.4V x 7.4V) / 40W = 1.37Ohm wickeln!
Für 60W wären es 0.91Ohm.
Je kleiner der Widerstand, desto grösser die Leistung. Dies verhält sich zudem Quadratisch:
Wenn du den Widerstand halbierst, dann vervierfacht sich die Leistung!
Wenn du eine geregelte Box (variable Watt) hast, dann kannst du einfach die Ausgangsleistung auf 40W stellen. Die Box gibt dann automatisch eine kleinere Spannung aus (DNA-chip), als die beiden seriell geschalteten Akkus liefern. Die Yihi-chips pulsen so viel ich weiss aber die volle Akkuspannung (7.4V) resp. die noch höher gewandelte Spannung per Pulsweitenmodulation (PWM) auf die Wicklung! Bei wicklungen unter 0.4Ohm ist so auch die Pulslast an den Akkus höher als 20A!
Ob die Spannung noch hochgewandelt wird oder nicht, spielt Leistungsmässig keine Rolle und bedeutet keinen höheren Akkustrom, als direkt bei 7.4V (ev. etwas mehr, da noch Verluste am Wandler entstehen).
Aber unterm Strich solltest du mit 20A-Akkus bei geregelten seriellen Boxen grob gesagt nicht über eine Leistung von 20A x 7.4V = 148W gehen, um die 20A nicht zu überschreiten! Der Widerstand ist dabei nicht entscheidend, da die Spannung, welche auf die Wicklung gegeben wird, sowieso der eingestellten Leistung angepasst wird.
Du kannst dabei so tief wickeln, was der Akkuträger zulässt (all zu tief würde ich nicht empfehlen ).
Wie ist es aber jetzt mir den Widerstand und Temperatur? Die Anzeige am Gerät mit 0.7 Ohm bezieht sich auf eine kalte Wicklung. Wenn man nun dampft so steigt die an.
Regelt das unsere Box damit die nicht durchbrennt?
Eine oxydierte Wicklung hat eine schlechtere Wärmeübertragung. Muss ich das durch Reinigung der Wicklung ausgleichen?
Der Text bezieht sich auf Heizleiterlegierungen (Kanthal, NiChrom, etc.): https://de.m.wikipedia.org/wiki/Heizleiterlegierung
Jene besitzen einen nahezu konstanten elektrischen Temperaturkoeffizienten, d.h. Der Wicklungswiderstand bleibt über eine grosse Temperaturspanne nahezu bei jenem Wert bei Zimmertemperatur.
Bei der Temperaturregelung (eigentlich ist es bisher keine wirkliche Regelung, was die TC-Mods machen, sondern eher eine Temperaturüberwachung und -Begrenzung) verwendet man aber Drähte aus Material mit möglichst hohem el. Temperaturkoeffizienten (wie Nickel200, Titan, Edelstahl V2A oder V4A, Wolfram, Nifethal, etc.), damit sich der Widerstand bei steigender Temperatur ebenfalls möglichst stark erhöht.
Prinzip siehe: https://de.wikipedia.org/wiki/Temperaturkoeffizient
Man spricht dann auch von Kaltleiter oder PTC-Verhalten (positive temperature coefficient): https://de.m.wikipedia.org/wiki/Kaltleiter
Wenn deine Wicklung oxidiert ist, betrifft dies nur die Oberfläche des Drahtes und ändert den Wicklungswiderstand nur marginal, etwas mehr Einfluss hat dies aber bei Microcoils, da die Querverbindung über die sich berührenden Windungen so verschwindet, wobei auch dies kaum einen grossen Unterdchied macht. Falls nötig einfach den Widerstand des kalten Verdampfers neu kalibrieren.
Eine Nickel200- oder Titan-coil solltest du jedoch niemals ausglühen!! Die Oxide sind soviel ich weiss ziemlich ungesund! Ausserdem wird die Wicklung so sehr spröde und brüchig, was sie besonders für TC unbrauchbar macht.
Die "Temperaturregelung" eines TC-Akkuträgers funktioniert im Wesentlichen recht einfach: Der Akkuträger kennt den Wichlungswiderstand des kalten Verdampfers (Raumtemperatur, angenommen 20°C). Befeuert man nun den Verdampfer so erhöht sich die Temperatur der Wicklung und deren Widerstand wird ebenfalls grösser. Aus der Prozentualen Widerstandsänderung ermittelt der Akkuträger anhand einer Tabelle, oder noch besser anhand einer eingespeicherten Kurve, welchen Widerstand die Wicklung nun haben muss und begrenzt wenn nötig die Ausgangsleistung. Dazu benötigt der Akkuträger die Angabe des verwendeten Wicklungsmaterials, dessen el. Temperaturkoeffizienten oder eben eine Kurve, welche den spezifischen Widerstandsverlauf entsprechend der Temperatur aufzeigt, der dann mit dem gemessenen Widerstand bei 20°C auf den tatsächlichen Wert hochgerechnet wird.
zum Schluss
Damit sind nun hoffentlich alle Irrglauben und Missverständnisse beseitigt und ich kann wieder in Ruhe schlafen xD
Die Angaben in diesem Beitrag wurden natürlich mit bestem Wissen und Gewissen gemacht. Ich hoffe jedoch trotzdem, euch keine Unwahrheiten erzählt zu haben.
Falls dies nichtsdestotrotz der Fall sein sollte, dann korrigiert mich bitte! Schliesslich wollen wir alle die Wahrheit und nur die Wahrheit 
Die allfälligen Rechtschreibefehler und zu vielen Kommas sind nicht urheberrechtlich geschützt und ihr dürft diese selbstverständlich nach Belieben weiterverwenden.
Ich rate jedoch dringlich davon ab, es sei denn, ihr wisst was ihr tut!
In diesem Sinne, allzeit gut Dampf und tragt euch Sorge!
Temperatur
Nun noch kurz etwas zur Temperatur der Verdampferwicklung:
Die Leistung, welche an der Wicklung in Wärme umgesetzt wird, verteilt sich mehr oder weniger gleichmässig über die Drahtlänge der Wicklung (je nach Art der Wicklung).
Benutzt man einen eher längeren Draht, erhält man eine grössere Wicklung.
Dabei steht zwar mehr Drahtoberfläche zur Verfügung, an welcher das Liquid in Kontakt treten, die Wärmeenergie aufnehmen und verdampfen kann.
Jedoch verteilt sich die erzeugte Hitze dabei auch auf eine grössere Fläche. Punktuell verfügt man also über eine kleinere Heizleistung, wodurch jeweils weniger Dampf entsteht.
Die erreichte Temperatur ist bei ausreichendem Liquidnachfluss nahezu konstant, da das Liquid eine gewisse Verdampfungsenthalpie also eine gewisse Energiemenge benötigt, um überhaupt in den gasförmigen Zustand überzugehen, wonach erst dann dessen Temperatur weiter ansteigen kann.
(Kochendes Wasser wird zum Beispiel auch nicht wärmer als 100°C, solange es Wasser ist. Dreht man die Herdplatte auf, so erzeugt man lediglich mehr Dampf! Dieser kann dann durchaus heisser werden, falls man ihn zum Beispiel in einem Heizkessel unter Druck weiter erhitzt, also Energie zuführt.)
Da der so erzeugte Dampf durch das Ziehen am Verdampfer jedoch rasch abgeführt wird, ist ein weiterer Temperaturanstieg somit kaum möglich.
Die so maximal erreichbare Temperatur liegt, je nach Liquidzusammensetzung bei mindestens 100°C (Siedepunkt des Wasseranteils), über 188.2°C (Propylenglycol) bis hin zu maximal 290°C bei reinem Glycerin.
Je nach Anteil der jeweiligen Substanzen ergibt sich schliesslich ein Mischwert, welcher irgendwo dazwischen liegt.
Achtung: Diese Wertangaben beziehen sich auf Bedingungen unter Normdruck! Auf dem Mount Everest siedet Wasser bereits bei ca. 70°C
Dies gilt natürlich nur, solange die Wicklung nahezu mit Liquid "getränkt" ist. Lässt der Liquidnachfluss nach, so kann auch weniger Liquid in den gasförmigen Zustand übergehen und die verheizte Energie fliesst dann halt in den Dampf respektive in das Material um die Wicklung herum.
So können hierbei auch weit höhere Temperaturen erreicht werden, die sogar den Heizdraht zum Glühen bringen (wie ihr alle sicherlich wisst).
Im Normalfall liegt die Temperatur jedoch in etwa beim Siedepunkt des Liquidgemischs, respektive leicht darüber.
Wickelt man nun eine so grosse Wicklung, welche nahezu die Verdampferkammer ausfüllt und stopft diese auch noch reichlich mit Watte zu, so erhält man bestenfalls eine Liquidheizung, jedoch kaum Dampf, da sich die von der Wicklung erzeugte Wärme, im gesamten Material um die Wicklung herum, verteilt.
Um diesen zu erzeugen, muss die Leistung möglichst punktuell abgegeben werden (zum Beispiel bei einer Micro-Coil oder Stove-Top-Coil).
Jedoch muss dabei der Liquidnachfluss natürlich stets gewährleistet sein, da es sonst eben bis zum Kokeln der Wicklung führen kann, da die Temperaturen aus dem Gleichgewicht laufen.
Mean- und RMS-Modus
Nun gibt es mit der Berechnung des PWM-Tastverhältnisses, auch Duty-Cycle genannt, offenbahr so einige Probleme.
Der Duty-Cycle gibt das Verhältnis an, wie lange die Spannung pro Zyklus ein- und ausgeschaltet ist.
Ein Zyklus entspricht einer Periode, welche eine gewisse Zeit (sehr kurz) dauert. In dieser Zeit wird die Spannung einmal ein- und wieder ausgeschaltet.
Dies wiederholt sich ständig, ist also periodisch, solange der Taster des Akkuträgers gedrückt ist.
Ist die Spannung während 100% dieser Periodendauer eingeschaltet, so ist der Duty-Cycle gerade 1.
Man erhält also das 1-fache der Eingangsspannung (geboostete Akkuspannung), also gerade Eingangspannung selbst, am Ausgang.
Ist der Duty-Cycle 0.5, ist die Spannung also nur während 50% je Periode eingeschaltet, so erhält man... und da liegt der Hund begraben: je nach dem, was nun gemeint ist, die Hälfte oder eben das 0.71-fache der Eingangsspannung!
Beträgt der Duty-Cycle nur 0.25, so ist diese relative Abweichung sogar noch grösser, nämlich das 0.25-fache entgegen dem 0.5-fachen der Eingangsspannung (da die Leistung an einem Ohm'schen Verbraucher in Abhängigkeit zur Spannung quadratisch ansteigt).
Die beiden Werte der Ausgangsspannung weichen hierbei also bereits um 100% von einander ab!
Wie kommt das? Und was hat es mit diesen zwei verschiedenen Spannungswerten auf sich? Tja, das mit dem Ausmitteln und den Durchschnitten ist eben so eine Sache...
Ihr kennt womöglich bereits die beiden Begriffe Mean- und RMS-Modus. Was diese Namen genau bedeuten, werde ich euch nun zu erklären versuchen:
Der Mean-Wert oder arithmetischer Mittelwert einer Spannung bezeichnet den Gleichspannungsanteil, auch DC-Anteil genannt (DC steht für direct current, wobei eigentlich der Strom gemeint ist), einer Wechselspannungsgrösse (siehe http://de.wikipedia.org/wiki/Gleichwert).
Er sagt etwas über die mittlere respektive durchschnittliche Spannung und damit über den durchschnittlichen Stromverbrauch aus (an einem Ohm'schen Verbraucher).
Berücksichtigt man die dabei verstreichende Zeit, so kann man über den arithmetischen Mittelwert des Stromes die "verbrauchte" Ladungsmenge bestimmen.
Bei einem Akku beispielsweise lässt sich damit etwas über die chemische Wirkung im Innern des Akkus sagen, also wie viel Stoffmenge der Materialbestandteile des Akkus in andere Stoffe umgewandelt wurde.
Wird der Akku nun geladen und anschliessend wieder entladen ist der arithmetische Mittelwert der Spannungen, Ströme und der Ladungsmenge jedoch null, da dieselbe Ladungsmenge, welche dem Akku zugeführt wurde, diesem wieder entnommen wurde (beispielsweise 750mAh - 750mAh = 0mAh).
Jedoch hat sich insgesamt auch an der chemischen Zusammensetzung des Akkumaterials nichts geändert, da wieder dieselben ursprünglichen Stoffe wie am Anfang des Lade- und Entladezyklus vorhanden sind.
Die dabei umgesetzte Leistung jedoch ist ungleich null, da die geflossene Ladungsmenge beim Verbraucher offensichtlich etwas bewirkt hat.
Wie misst man nun also diese Grösse: Um die Leistung einer Wechselgrösse zu bestimmen, benötigt man eine andere Art Mittelwert, nämlich den RMS-Wert oder auch Effektivwert genannt.
RMS steht hierbei für root mean square, was so viel bedeutet, wie die Quadratwurzel des gemittelten (durchschnittlichen) Quadrats des Momentanwerts.
Nun ergibt die Quadratwurzel aus einem quadrierten Wert doch aber wieder den ursprünglichen Wert selbst, oder?
Fast! Denn beim Quadrieren (Multiplikation eines Wertes mit sich selbst) erfolgt gleichzeitig eine "Gleichrichtung" der Werte, da Minus mal Minus Plus ergibt!
Dazu ein kleines Beispiel: 4 * 4 = 16, (-4) * (-4) = ebenfalls 16 und nicht etwa -16!
Der negative Momentanwert 4 wird durch das Quadrieren also gleichgerichtet.
Zieht man nun wieder die 2te-Wurzel daraus, so erhält man für beide Gleichungen 4, das Minus des zweiten Momentanwerts ist also verschwunden, der Wert wurde somit gleichgerichtet.
Was heisst dies nun genau: Da die Spannungen und damit die Ströme gleichgerichtet sind, also theoretisch nur noch in eine Richtung fliessen und nicht mehr zurück (der Akku wird quasi beim Lade- und Entladevorgang "entladen"), haben wir nun auch einen positiven Durchschnittswert, welcher somit nicht mehr null ist!
Daher kann man nun auch die Leistung berechnen, welche von der geflossenen Ladung erbracht wurde.
Dabei kommt man bei einem PWM-Signal jedoch auf andere Spannungswerte als mit dem arithmetischen Mittelwert, da sich laut der mathematischen Integralrechnung andere Formeln zur Berechnung der jeweiligen Durchschnittswerte ergeben.
Diese liefern schlussendlich auch andere Resultate, aus welchen man nun das richtige auswählen muss, je nach dem, was man gerne berechnen möchte. Ein Durchschnittswert ist eben nicht einfach ein Durchschnittswert, es gibt leider verschiedene davon.
Nun haben dies einige Herren der Schöpfung offenbar nicht hinbekommen und Geräte herausgebracht, welche die Wattangabe genau falsch herum berechnen und dabei beispielsweise angeben mit nur 5.5W zu dampfen, obwohl sie die Wicklung tatsächlich mit 30W befeuern.
Solange man aber sowieso mit mindestens 30W dampft und die angegebene Wattzahl nur so als Richtwert betrachtet, stellt dies im Grunde genommen kein Problem dar.
Nur stehen da auf dem Display Watt. Und Watt sind Watt!
Wenn nun nicht diese angegebenen Watt aus dem Akkuträger herauskommen, so stimmt diese Zahl schlicht und einfach nicht!
Sollen sie meinetwegen einfach eine Zahl angeben, wie zum Beispiel "Stufe 3 von 10". Aber bitte nicht eine falsche Wattzahl!
Naja, daran kann man nun wohl nichts mehr ändern, ausser die Leute besser aufzuklären
Zum besseren Verständnis dieses RMS- oder eben Effektivwerts kann man sich schliesslich noch folgendes merken:
Der Effektivwert einer Spannung als Mischgrösse, welche aus einem AC-Anteil (alternative current, = Wechselspannungsanteil) und einem DC-Anteil (direct current, = Offset oder Gleichspannungsanteil) besteht (wie es bei einem PWM-Signal der Fall ist), erzeugt an einem Ohm'schen Verbraucher dieselbe Heizleistung, wie eine durchgehende Gleichspannung desselben Spannungswerts.
Eine durchgehende Gleichspannung von zum Beispiel 2.5V ist, bezüglich der durch sie erzeugten durchschnittlichen Leistung an einem Ohm'schen Verbraucher, somit "gleichwertig", wie eine PWM-Spannung mit einem Effektiv- oder eben RMS-Wert von 2.5V.
Noch eine kleine Anmerkung: Der RMS-Wert wird bei Messgeräten oft auch als TRMS-Wert bezeichnet. Das T steht dabei für "true" und bedeutet, dass das Messgerät den Effektivwert auch tatsächlich berechnet und nicht einfach den sogenannten Gleichrichterwert angibt.
Dieser ist nämlich abhängig von der Signalform und ergibt je nach Messsignal unterschiedliche Werte! Bei reinen Sinusgrössen wird er der Einfachheit halber jedoch manchmal zur Angabe des Effektivwerts benutzt (siehe dazu: http://de.wikipedia.org/wiki/Gleichrichtwert).
Und noch etwas: Im Text war häufig von einem sogenannten Ohm'schen Verbraucher die Rede. Dies bezeichnet einen Widerstand, welcher konstant bleibt, egal welche Spannung an ihm anliegt und welchen elektrischen Strom ihn durchfliesst (auch unabhängig dessen Frequenz).
Spannung und Strom verhalten sich an einem Ohm'schen Verbraucher demnach linear.
Dies trifft auf unsere Drahtwicklungen jedoch nicht ganz zu, da sich diese durch den hindurchfliessenden Strom erwärmen, wobei sich der spezifische Widerstand des Drahtmaterials ändert und dabei ansteigt.
Steigert man also die Spannung in gleichmässigen Schritten, so führt dies zu einer jeweils höheren Heizleistung, wodurch sich Temperatur, und damit auch der Widerstand der Wicklung, mit steigender Spannung ebenfalls laufend erhöhen und der Strom dadurch, im Verhältnis zur Spannung, nichtlinear gesteigert wird.
Die Drahtwicklung besitzt somit ein schwaches PTC-Verhalten (positive temperature coefficient, Kaltleiter), leitet also den elektrischen Strom bei hohen Temperaturen weniger gut, als wenn die Wicklung kalt ist.
Dies ist auch gut so, da die Wicklung ansonsten durchbrennen respektive schmelzen würde, falls man einen Dry-Burn durchführt.
Der PTC-Effekt ist in den von uns benötigten Temperaturbereichen jedoch relativ gering, sodass wir den Widerstand der Wicklung annähernd als konstant (also mit Ohm'schen Verhalten) betrachten können. Bei geregelten Akkuträgern sollte (wie gesagt, sollte) die Leistung ohnehin geregelt werden, um bei sich änderndem Widerstand trotzdem jene Leistung und damit die entsprechende Spannung auszugeben, welche man eingestellt hat.
Buck-, Boost-Konverter und PWM
Um mit einem Einzellenakku mit einer Nenn-Ausgangsspannung von 3.7V nicht nur Subohm-Wicklungen mit höheren Leistungen betreiben zu können, wird die Akkuspannung meistens über einen Boost-Konverter "hochtransformiert".
Dieser Konverter erzeugt natürlich Verluste, wodurch die Effizienz der Spannungswandlung weniger als 100% beträgt.
Je nach Betriebspunkt (sprich Eingangs- und Ausgangsspannung, Ausgangsstrom, Temperatur, etc.) des Konverters ist die Effizienz der Spannungswandlung unterschiedlich.
Daher wird die Spannung bei elektronischen Akkuträgern meist auf die optimale und gleichzeitig möglichst hohe Ausgangsspannung geregelt, für welche der Konverter ausgelegt wurde und dadurch am effizientesten arbeitet.
Da diese Spannung jedoch lediglich das Maximum darstellt, welches der Akkuträger an Spannung liefern kann, wird diese Spannung "getaktet", also immer wieder ein- und ausgeschaltet, um so auch eine kleinere Leistung erzielen zu können, als wenn es bei durchgehender Befeuerung der Wicklung mit dieser Spannung der Fall wäre.
Dieses Ein- und Ausschalten geschieht so schnell, dass sich die durchschnittliche Leistung und somit die Temperatur der Wicklung, durch ihre Trägheit aufgrund ihrer Wärmekapazität, einem Mittelwert annähert und nahezu konstant bleibt.
Somit kann man die an die Wicklung abgegebene Leistung durch sogenannte Pulsweitenmodulation (PWM) drosseln, ohne die Ausgangsspannung analog an den Widerstand anpassen zu müssen.
Dieses Prinzip benutzt im Grunde genommen auch der Buck-Konverter, um eine zu hohe Spannung "runter zu transformieren", jedoch erzeugt dieser am Ausgang tatsächlich eine, der durchschnittlich abgegebenen Leistung entsprechende, kleinere dafür stetige Spannung.
Zusammenfassend
... sind nachfolgend eine Legende mit den Formelzeichen, sowie deren Einheiten und alle benötigten Formeln zur Berechnung der genannten Grössen aufgelistet:
I = U / R
P = U * I
P = I^2 * R
P = U^2 / R
E = P / t
E = U * I * t
E = U * Q
Q in [C] = Q in [mAh] * 3.6
t = E / P
t = Q / I
Wichtig: Die Grössen immer in ihrer SI-Einheit einsetzen!
Somit kann man ausrechnen, wie lange man den Verdampfer befeuern kann:
t = (Q * R) / U
Als Beispiel: Ein Akku mit 2200mAh Ladungsmenge und einer als konstant angenommenen Nennspannung von 3.7V wird mit einem Wicklungswiderstand von 0.6 Ohm betrieben.
Q = 2200mAh * 3.6 = 7920C
t = (7920C * 0.6Ohm) / 3.7V = 1284 Sekunden = 21.4 Minuten = viel Dampf
Anmerkung: Der besagte Akku besitzt nebenbei eine Kapazität "C" von 2141As/V also 2141 Farad (noch so eine Grösse, die offensichtlich direkt mit der Energie zusammenhängt).
Die Kapazität berechnet sich demnach C = Q / U, was bedeutet, dass die Spannung über einer Kapazität (Kondensator) ladungsabhängig ist.
Dies ist bei einem Akkumulator so nicht direkt der Fall, da die Energie hierbei chemisch gespeichert wird und nicht physikalisch.
Dabei werden die chemischen Bestandteile des Akkus (Lithium, etc.) durch den fliessenden Elektronenstrom, im Falle eines Lithium-Ionen-Akkus, bei einem Elektronendruck also einer Spannung von 4.2V zersetzt, wodurch die Akkuspannung daher nicht weiter ansteigt.
Etwas salopp ausgedrückt wird die Spannung, respektive schlussendlich die Energie, sozusagen "in der Chemie des Akkus gelöst", sprich chemisch gespeichert.
Leider wird die speicherbare Ladungsmenge eines Akkus, also die mAh, üblicherweise als Akku-Kapazität bezeichnet, was im Grunde genommen nicht ganz falsch ist, bezüglich der verwendeten Einheit jedoch auch nicht wirklich stimmt.
Streng genommen müsste es heissen: Dieser Akku liefert bei einer durchschnittlichen Spannung von 3.7V eine Ladungsmenge von beispielsweise 750mAh.
Naja sei es drum, Akkus wurden offenbar nicht von denselben Leuten erfunden
Betrachtet man die tatsächliche physikalische Grösse der elektrischen Kapazität (siehe http://de.wikipedia.org/wiki/Elektrische_Kapazit%C3%A4t), so gilt folgendes:
Bei einem konstanten Ladestrom von 1A lädt sich eine Kapazität von einem Farad innerhalb einer Sekunde auf eine Spannung von einem Volt auf, besitzt demnach eine gespeicherte Ladungsmenge von einem Coulomb und enthält zugleich die physikalisch gespeicherte Energie von einem Joule.
Ohm pro Meter
Um unsere Wicklungen passend dimensionieren zu können, sind verschiedene Heizdrähte aus unterschiedlichen Materialien (Kanthal, Nickel-Chrom, etc.) in unterschiedlichen Durchmessern erhältlich.
Jedes Material besitzt einen bestimmten spezifischen Widerstand. Je nach Drahtlänge -Material und -Querschnitt ergibt sich somit der Widerstand, welcher die Wicklung schlussendlich besitzt.
Da das Material und der Drahtdurchmesser, und somit der Querschnitt, jeweils bereits festgelegt sind, fallen diese Grössen in der Berechnung bereits weg und es wird bei den käuflichen Drahtrollen jeweils nur noch der Widerstand pro Länge, meist in Ohm pro Meter, angegeben.
Kauft man also ein Kanthaldraht mit 0.32mm Durchmesser, so erhält man je nach Verhältnis der Legierungsbestandteilen des "Kanthals" einen Wert von beispielsweise 16.8Ohm/m (+/- einer gewissen Toleranz).
Dies bedeutet, dass wenn wir eine Drahtlänge von einem Meter haben, dieser Draht einen elektrischen Widerstand von 16.8Ohm aufweist.
Bei zehn Zentimetern (einem Zehntel also) sind dies somit 1.68Ohm (ebenfalls ein Zehntel).
Voltage-Drop
Ein ebenfalls oft gehörter Begriff ist der sogenannte Voltage-Drop.
Dies ist eine etwas irreführende Angabe und sagt lediglich etwas über den momentanen Zustand des Akkus und dessen Belastung aus.
Um dieses Phänomen etwas besser zu verstehen, muss man etwas mehr über das elektrotechnische Innenleben und dessen Verhalten eines Akkus wissen.
Um in der Physik gewisse Verhaltensweisen mathematisch erfassen (berechnen) zu können, werden dazu meist abstrakte Modelle verwendet.
Ein solches Modell ist in der Elektrotechnik das sogenannte Ersatzschaltbild: http://de.wikipedia.org/wiki/S…nd_reale_Spannungsquellen
In diesem Modell wird der Akku als reale Spannungsquelle dargestellt, welche neben einer idealen Spannungsquelle auch einen Innenwiderstand besitzt, welcher den elektrischen Widerstand des Akkumaterials, also für die Lithium-Ionen selbst, darstellt (siehe http://de.wikipedia.org/wiki/Ausgangswiderstand).
Dieser Innenwiderstand ist über einen Entladezyklus des Akkus leider ebenfalls nicht konstant und kann auch nicht ohne weiteres gemessen werden.
Stattdessen kann er beispielsweise anhand der Quellspannung (Leerlaufspannung respektive Klemmspannung ohne Belastung) und des Kurzschlussstromes ermittelt werden (siehe http://de.wikipedia.org/wiki/A…tischen_Innenwiderstandes).
Die im Datenblatt angegebene "Internal Impedance" setzt sich aus dem dynamischen Verhalten (pulsierende Last) und (eigentlich) dem Innenwiderstand zusammen und stellt somit nicht direkt den Innenwiderstand selbst dar.
Der Angabe des Datenblatts nach, habe ich jedoch meine Zweifel, ob damit nicht nur dessen AC-Wert, also der Blindwiderstand bei 1kHz gemeint ist.
Auf jeden Fall müsste man den Innenwiderstand jeweils für jeden Ladezustand berechnen, da dieser wie gesagt nicht konstant ist.
Dabei nimmt er mit abnehmendem Ladestand des Akkus zu, was dazu führt, dass die Klemmspannung bei angenommen gleichbleibendem Entladestrom stetig sinkt, der Akku also eine immer kleinere Spannung abgibt.
Dies, weil der Entladestrom zu einem Spannungsabfall über dem Innenwiderstand führt, welcher von der Quellspannung (Leerlaufspannung) abgezogen werden muss, um die nutzbare Klemmspannung zu erhalten.
Dieser Spannungsabfall über dem Innenwiderstand ist jedoch vom Entladestrom und dem Ladestand des Akkus abhängig.
Zusammen mit dem Widerstand des Akkuträgers und des Verdampfers, also der gesamte elektrische Widerstand bis hin zu unserer Wicklung (inklusive des Akkus selbst), erhält man nun den Widerstand, welcher für den besagten Voltage-Drop verantwortlich ist.
Sozusagen die Spannung, welche wir auf dem Weg zu unserer Wicklung "verlieren".
Somit sagt dieser Wert nicht allzu viel über den Akku selbst aus. Immerhin können damit Akkuträger und Verdampfer aber doch einigermassen beurteilt werden.
Dabei ist jedoch zu beachten, dass der Akku selbst und dessen Ladestand den Voltage-Drop massgeblich beeinflussen. Daher hängt dieser also auch vom verwendeten Akku ab!
Die berühmten 4.2V, oder eben doch nur 3.7?
Immer wieder liest man in Foren, dass der Akku doch eigentlich 4.2V liefert und somit eine höhere Leistung abgeben kann, als bei 3.7V.
Dies ist nicht ganz falsch, jedoch wird euer Verdampfer diese 4.2V wenn überhaupt nur sehr kurz sehen.
Die 4.2V bezeichnen nämlich lediglich die Ladeschlussspannung, mit welcher euer Akku maximal geladen werden darf, ohne die chemischen Bestandteile der LiIon-Akkuzelle zu zerstören.
Dazu lohnt sich das Studium des Datenblatts am Beispiel eines Sony Konion US18650VTC5 -Akkus: http://www.powerstream.com/p/us18650vtc5-vtc5.pdf
In der Grafik unter "Charge Characteristics" ist ersichtlich, dass die Ladespannung 4.2V nie überschreitet und zu Beginn des Ladevorgangs noch tiefer liegt, um den maximalen Ladestrom nicht zu überschreiten.
Stöbert man im Datenblatt ein wenig weiter, so findet man unter "Discharge Load Characteristics" eine Grafik, in welcher sehr schön zu sehen ist, wann und unter welchen Umständen der Akku welche Spannung liefert.
Es ist deutlich zu erkennen, dass bei einem vollständig geladenem Akku, unter einer Belastung von 10A, die Klemmspannung des Akkus (= Spannung an den Anschlüssen), als "Cell Voltage" angegeben, bereits auf 4V fällt.
Ist unsere Wicklung also 0.4Ohm (was bei einer Spannung von 4V einer Stromstärke von 10A entspricht), so gibt der Akku höchstens eben diese 4V ab.
Sobald der Akku um 1000mAh entladen wurde, beträgt diese Spannung (bei 10A) bereits nur noch 3.5V. Ist der Akku nahezu leer, so sinkt die Spannung sogar auf weniger als 3.2V ab.
Weniger ausgeprägt ist dieser Effekt bei einem Entladestrom von nur 2.5A. Hier ist die Durchschnittliche Akkuklemmspannung ca. 3.6V, was der angegebenen Nennspannung "Nominal Voltage" entspricht.
Diese Spannung wird auch als Zellspannung bezeichnet und hängt von der chemischen Zusammensetzung des Akkus ab. In der Regel beträgt diese Spannung bei Lithium-Ionen-Akkus 3.6 bis 3.8 Volt.
In Berechnungen bezüglich Energie und Ladungsmenge sollte immer diese Zellspannung verwendet werden, da sie den ungefähren Durchschnittswert der Klemmspannung während eines Entladezyklus darstellt.
Als Maximalwert der Akkuklemmspannung, zur Berechnungen der maximal möglichen Leistung, ist die Ladeschlussspannung von (meistens) 4.2V zu berücksichtigen.
In der Tabelle "2. Performance" ist ebenfalls ersichtlich, dass sogar die Akkukapazität (mmmh Kapazität... naja) vom Entladestrom abhängig ist!
An einem Akku ist also leider gar nichts so wirklich konstant 
naja, ist halt so.
alles Zusammen
Die Ladung steht somit für "wie viel", die Spannung für "wie stark" oder "mit wie viel Kraft" und die daraus resultierende Energie für die Arbeit, welche dadurch verrichtet werden kann.
Die Leistung gibt schliesslich an, in wie viel Zeit diese Arbeit verrichtet wurde. Je mehr Leistung, desto schneller ist die Arbeit verrichtet.
Um die Arbeit verrichten zu können benötigt man Kraft (Spannung), mit welcher man den elektrischen Widerstand überwinden kann und so die Ladungsmenge mit einer gewissen Stromstärke zum anderen Akku-Pol transportiert.
Die Angabe der Ladungsmenge in mAh kann übrigens auch so verstanden werden:
Ein Akku mit 2200mAh kann eine Stunde lang 2200mA, also 2.2A Strom liefern. Oder aber auch für zwei Stunden 1.1A.
Dies ist die Ladungsmenge (Elektronen/Ionen), welcher dieser Akku maximal "fasst".
Je mehr Strom wir also "ziehen", sprich je niederohmiger die Wicklung, desto schneller ist der Akku leer.
Dafür erhalten wird in kürzerer Zeit mehr Leistung und umgekehrt. Dabei ist jedoch zu beachten, dass die Akkuspannung (Klemmspannung) nicht immer konstant bleibt, sondern mit zunehmender Belastung (Stromstärke) und abnehmendem Ladestand stetig sinkt!
Auch ist die maximal speicherbare Ladungsmenge des Akkus (mAh) je nach Belastung also Entladungsstrom unterschiedlich!
Daher stimmt die vorgängig gemachte Beispielrechnung nicht ganz. Meistens wird dabei je nach Akku-Art noch ein gewisser Faktor der Ladungsmenge abgezogen.
Die Energie "E"
Die Energie wird in der Physik manchmal auch als Arbeit bezeichnet.
Nun wissen wir, dass unsere Akkus den Verdampfer umso länger mit Strom versorgen, je mehr mAh sie "besitzen".
Also muss doch die Ladungsmenge, also die mAh, welche pro Zeiteinheit durch die Wicklung fliesst ja offenbar doch etwas mit der Energie zu tun haben.
Dies ist tatsächlich der Fall! Nur wird bei der Energie nicht nur die Ladungsmenge berücksichtigt, sondern auch die Spannung, also der Druck, mit welchem die Elektronen (= Ladung) aus dem Akku "gepresst" werden und dadurch über eine Zeiteinheit eine gewisse Leistung erbringen können.
Demnach gilt für die Energie:
E = U * Q
Je höher die Spannung (Druck) ist, desto grösser ist auch die Stromstärke, welche man bei einem bestimmten Widerstand erreichen kann.
Die Leistung "P"
Die abgegebene Heizleistung der Wicklung hängt also von deren elektrischem Widerstand, sowie der Stromstärke ab:
P = I^2 * R (P = I * I * R)
Die (Heiz-)Leistung an sich gibt an, wie viel Energie pro Zeiteinheit (in Wärme) umgesetzt wird:
P = E / t
Der elektrische Widerstand "R"
Auf ihrem Weg durch den elektrischen Leiter stossen die Elektronen immer wieder auf die Atome des Metallgitters des Leitermaterials und werden dabei abgebremst.
Sie müssen dann erneut beschleunigt werden, was "Kraft mal Weg", also Arbeit respektive Energie kostet. Zudem wird das Metallgitter des Leiters durch den "Zusammenstoss" in Schwingung gebracht, also dessen kinetische Energie (Bewegungsenergie) erhöht, was einer höheren Temperatur des Materials entspricht.
Die Energie, die benötigt wird, die kollidierten Elektronen wieder zu beschleunigen wird somit in Wärme umgesetzt, was die Wicklung aufheizt.
Je mehr Elektronen, also je grösser die Stromstärke, und je "mühsamer" das Metallgitter (quasi je schmaler die Strasse), also je grösser der spezifische elektrische Widerstand, desto mehr Kollisionen treten auf und desto mehr Wärme wird erzeugt.
