Elektro en E-sigaret

De ene damper is de andere niet! Daarom zal het thema Elektro en E-sigaret niet voor elke damper interessant en belangrijk zijn. Als je tevreden bent met de standaard E-sigaret of APV is het onderwerp Elektro en E-sigaret misschien wel leerzaam, leuk en interessant. Voor diegene die graag zelf coils willen gaan maken en/of misschien wel met een mechanische mod willen gaan dampen, is deze kennis erg handig respectievelijk nodig.

Ben je al aan het doe-het-zelven in het ‘Sub-Ohm bereik’ en en je weet niets van het samenspel tussen Elektro en E-sigaret, “you are late for dinner!”

De zelf gebouwde coil en de in de APV of mechanische mod geplaatste batterij moeten zo op elkaar zijn afgestemd dat het veilig kan functioneren. Er mag nooit een risicovolle dampervaring ontstaan. Lees in ieder geval ook het artikel over batterijen als je daar weinig of niets over weet.

De Wet van Ohm

Door de Duitse wis- en natuurkundige George Simon Ohm (1787-1854) is in 1821 het verband tussen elektrische spanning, stroom en weerstand vastgelegd in de Wet van Ohm. Zie in onderstaande tabel de termen, eenheden en afkortingen binnen de Wet van Ohm:

Term Eenheid Afkorting Symbolische notatie
Spanning Volt V U (potential Unterschied)
Weerstand Ohm (Ω) Ohm R (Rheostat)
Stroom Ampère A I (Intensität)

De basis formule luidt: Spanning ( U ) = Stroomsterkte ( I ) x Weerstand ( R )

Elektro en E-sigaret

Om snel achter een waarde te komen gebruik je gewoon deze driehoek afbeelding.

Je legt je vinger op de waarde die je wilt weten en je ziet de formule die je moet gebruiken. Wil je bijvoorbeeld de stroomsterkte uitrekenen dan leg je je vinger op de I. Hetgeen nu overblijft is U gedeeld door R.

Met bovenstaande komen we een heel eind maar we missen nog een belangrijk element. Elektro en E-sigaret is namelijk niet compleet zonder Power. Of anders gezegd het vermogen, wat wordt uitgedrukt in Watt.

De Wet van het Vermogen

De eer is aan de Engelsman James Watt (1736-1819). Vermogen is een natuurkundige grootheid voor de energie (arbeid) verricht per tijdseenheid. De eenheid voor Vermogen is Watt. Men spreekt vaak over het Wattage in plaats van over het Vermogen. Het is een vrij complexe materie die terugkomt in mechanica, hydraulica, stromingsleer en natuurlijk elektriciteitsleer. Uiteraard houden we het zo eenvoudig mogelijk. We blijven binnen het gebiedje elektriciteitsleer. De focus ligt alleen maar op Elektro en E-sigaret.

Snel naar de formule die wij zullen toepassen. We willen uiteindelijk weten wat er gebeurt in onze E-sigaret als we de vuurknop indrukken.

De basis formule luidt: Vermogen ( P ) = Spanning ( U ) x Stroomsterkte ( I )

We gaan de Wet van Ohm en de Wet van Vermogen nu samenvoegen. En we lichten alleen die formules eruit waarmee wij al onze berekeningen kunnen maken.

Vermogen, weerstand, spanning en stroom

Elektro en E-sigaret

In de afbeelding zien we alle formules die betrekking hebben op de genoemde grootheden vermogen, spanning, stroom en weerstand. Hierin vinden we de formules terug die kunnen worden toegepast in de wereld van Elektro en E-sigaret.

Nu lijkt het ingewikkeld te worden maar het valt eigenlijk wel mee. We gaan zo dadelijk de formules eruit lichten die voor ons interessant zijn. We gaan ze toepassen voor de situaties waarin we ze nodig hebben. Daarmee kunnen we de toegepaste elektro in de E-sigaret beter leren kennen en begrijpen.

C-Rating van de batterij

Maar eerst even een andere belangrijke factor bekijken: De C-Rating van een batterij. De C-Rating staat voor de maximale veilige continue ontlading. De C-Rating geeft ook aan hoelang de batterij dit vol kan houden. Dit gegeven wordt belangrijk in het sub ohm bereik. Met andere woorden een coil gebruiken met een weerstand lager dan 1 Ohm.

Een 2000 mAh batterij met een C-Rating van 10, kan maximaal een stroom leveren van 20 Ampère gedurende 6 minuten. Hieronder een rekenvoorbeeld waarmee deze getallen worden verklaard.

De formule luidt: Max. continue ontlading = ( mAh / 1000 ) x C-Rating

Voorbeeld berekening – Continuous discharge current

Gegeven: Batterij type IMR 18650 3,7V 2000 mAh (7,4 WH) 10C

Berekening: Max. continue ontlading = ( 2000 / 1000 ) * 10 = 20 Amp.

De 10 geeft ook de tijd aan en wil zeggen 1/10 van een uur. Dus 60 / 10 = 6 minuten.

1C staat voor een uur, 2C voor een half uur ….. 10C voor een 1/10 van een uur.

Als je batterijen constant gebruikt op hun C-Rating dan zal dit de levensduur verkorten.

Elektro en E-sigaret – praktische voorbeelden

Nu we de basis kennen gaan we het een en ander hieruit toepassen. We doen dit aan de hand van rekenvoorbeelden. Je kunt deze voorbeelden vervolgens in je eigen toepassing gebruiken. Voor de meeste berekeningen kan je ook een Wet van Ohm calculator gebruiken.

Simpele rekenvoorbeelden

Voorbeeld berekening 1: Vermogen en stroom

Gegeven: Standaard E-sigaret (geen VV/VW) U = 3,7 Volt en R = 1,5 Ohm

Berekening: P = 3,7² / 1,5 = 9,13 Watt

Berekening: I = 3,7 / 1,5 = 2,47 Ampère

Voorbeeld berekening 2: Vermogen en stroom

Gegeven: Standaard E-sigaret (geen VV/VW) U = 3,7 Volt en R = 2,2 Ohm

Berekening: P = 3,7² / 2,2 = 6,22 Watt

Berekening: I = 3,7 / 2,2 = 1,68 Ampère

Voorbeeld berekening 3: Vermogen en stroom

Gegeven: E-sigaret met variabel voltage. U = 4,3 Volt en R = 2,2 Ohm

Berekening: P = 4,3² / 2,2 = 8,40 Watt

Berekening: I = 3,7 / 2,2 = 1,96 Ampère

Voorbeeld berekening 4: Spanning en stroom

Gegeven: Advanced Personal Vaporizer. P = 9,5 Watt en R = 1,8 Ohm

Berekening: U = √9,5*1,8 = 4,14 Volt

Berekening: I = 5,16 / 1,8 = 2,30 Ampère

Sub ohmen – Dampen met lage coil weerstand

Als we zelf coils gaan bouwen, met als doel extreem veel damp, komen we terecht in het laag Ohm bereik. Met name voor de mechanische mod zal dan de juiste batterij moeten worden gekozen omdat er geen elektronische beveiligingen in zitten.

Het voordeel van een APV is dat deze wel zijn voorzien van de nodige beveiligingen (niet altijd alle die hieronder worden genoemd; check de beschrijving en handleiding):

  • “Reverse Battery Protection” beschermt tegen een verkeerd om geplaatste batterij
  • “Low resistance Protection” beschermt tegen een te lage coil weerstand
  • “Low Voltage Protection” beschermt tegen diep ontladen
  • “Output Short Protection” beschermt tegen kortsluiting
  • “Input High Voltage Warning” beschermt tegen een te hoge spanning
  • “Overheating Prevention” beschermt tegen oververhitting
  • “Cut Off Protection” beschermt tegen te lang achtereen vuren (meestal 10 seconden)
  • “Temperature Protection” beschermt tegen een te hoge temperatuur van de coil

De mechanische mod heeft standaard niets meer dan een batterij en een mechanische aan/uit schakelaar. Geen micro-processor unit met allerlei beveiligingen dus. Wel zijn er de los verkrijgbare Fuse of Kick. Deze moet dan wel in de betreffende mechanische mod passen. Deze Fuse of Kick beveiligt tegen kortsluiting en/of diep ontladen.

Je moet je steeds afvragen wat de specificaties van de batterij zijn, wat de weerstand van de coil is en of beide zaken goed op elkaar zijn afgestemd.

Wat gebeurt er als ik mijn RBA/RDA met een coil weerstand van 0,5 Ohm op mijn mechanische mod plaats en de vuurknop indruk? Kennis van de toegepaste elektrotechniek wordt nu echt belangrijk! We gaan het straks in rekenvoorbeelden allemaal zien en begrijpen. Eerst nog even iets over het in serie of parallel schakelen van coils.

Weerstand – Serie en parallel schakeling

Elektro en E-sigaret

Er is een groot verschil tussen coils die in serie of coils die parallel geschakeld zijn. Serie wil zeggen achter elkaar. Parallel wil zeggen naast elkaar. Bij de standaard dual coil moet je denken aan twee coils van bijvoorbeeld 1,0 Ohm parallel geschakeld. Dit geeft uiteindelijk een totale eindweerstand van 0,5 Ohm.

Natuurlijk moeten we altijd een ohm meter gebruiken om te weten wat de weerstand van de gebouwde coil is. Deze rekent het allemaal voor je uit. In de toepassing van de E-sigaret hebben we meestal te maken met de parallel schakeling.

Een voorbeeld:

  • “Serie”: R totaal = 1,0 + 1,0 = 2,0 Ohm
  • “Parallel”: R vervanging = 1 / (1/R1 + 1/R2) = 0,5 Ohm

Bij de serieschakeling gewoon optellen dus om R totaal te berekenen. Bij de parallelschakeling en gelijke weerstanden, de waarde van de weerstand gedeeld door het aantal weerstanden. Gebruik altijd een ohm meter om de weerstand te weten voordat de zelf gebouwde coil in gebruik wordt genomen.

Elektro en E-sigaret – Mech mod en RBA/RDA

In de volgende rekenvoorbeelden laten we alle zaken met betrekking tot Elektro en E-sigaret samenkomen. Elektro en E-sigaret met name in het sub ohm bereik. We gaan er nu steeds van uit dat we zelf een kanthal coil hebben gebouwd voor de RBA/RDA en deze willen gebruiken op een mechanische mod. Met deze toepassing ontbreken de beveiligingen. Kennis wordt dan natuurlijk, zoals al eerder gezegd, een vereiste.

Voorbeeld berekening 5: Elektro en E-sigaret

Gegeven 1: IMR Batterij 18650, 2000 mAh, 5C rating

→ Maximum continuous discharge amps = 10 A | Voltage fully loaded = 4,2 V

Gegeven 2: Coil weerstand = 1,0 Ohm

Berekening 1: I = U / R = 4,2 / 1,0 = 4,20 Ampère

Berekening 2: P = U x I = 4,2 x 4,2 = 17,6 Watt

Conclusie: Deze setup zou geen probleem moeten zijn voor de batterij.

Voorbeeld berekening 6: Elektro en E-sigaret

Gegeven 1: IMR Batterij 18650, 2000 mAh, 5C rating

→ Maximum continuous discharge amps = 10 A | Voltage fully loaded = 4,2 V

Gegeven 2: Coil weerstand = 0,5 Ohm

Berekening 1: I = U / R = 4,2 / 0,5 = 8,4 Ampère

Berekening 2: P = U x I = 4,2 x 8,4 = 35,28 Watt

Conclusie: Met deze setup zoeken we de grenzen op van de batterij.

Voorbeeld berekening 7: Elektro en E-sigaret

Gegeven 1: IMR Batterij 18650, 2000 mAh, 5C rating

→ Maximum continuous discharge amps = 10 A | Voltage fully loaded = 4,2 V

Gegeven 2: Coil weerstand = 0,25 Ohm

Berekening 1: I = U / R = 4,2 / 0,25 = 16,8 Ampère

Berekening 2: P = U x I = 4,2 x 16,8 = 70,56 Watt

Conclusie: Deze setup kan niet en is gevaarlijk. Batterij is niet geschikt!

Voorbeeld berekening 8: Elektro en E-sigaret

Gegeven 1: IMR Batterij 18650, 1600 mAh, 15C rating

→ Maximum continuous discharge amps = 24 A | Voltage fully loaded = 4,2 V

Gegeven 2: Coil weerstand = 0,25 Ohm

Berekening 1: I = U / R = 4,2 / 0,25 = 16,8 Ampère

Berekening 2: P = U x I = 4,2 x 16,8 = 70,56 Watt

Conclusie: Deze setup is theoretisch ok.

Geen van bovenstaande setups zijn aanbevelingen. Het zijn voorbeeldberekeningen waarmee ik duidelijk wil maken hoe Elektro en E-sigaret wel of niet samen gaan in verschillende toepassingen.

Resumé

Een mechanische mod of APV, met daarop een RBA of RDA, is de hardware voor de ultieme dampervaring. De APV’s zijn voorzien van een micro processor unit met tal van beveiligingen. De mechanische mods zijn het andere uiterste. Geen micro processor unit, maar slechts een mechanische aan/uit schakelaar.

Het onderwerp Elektro en E-sigaret is een “must” voor de DIY’er die zelf coils maakt en/of een mechanische mod gebruikt.

4 reacties

  1. Mark

    Erg duidelijke en informatieve uitleg over heel veel zaken die te maken hebben met wat geavanceerde e-smoke technieken en om te beginnen met RBA’s, heeft mij in ieder geval geholpen en bespaart mij veel zoekwerk. Dank u zeer.

      • Gerlinde

        Hoi,
        Doordat ik 2 pakken sigaretten per dag rookte (ondertussen een jaar gestopt) werd me door de vapewinkel een subohm aangeraden. Ik heb een wismec rx75 met een standaard reux tank en 0,2 ohm coils. Nu vraag ik me af wat het beste wattage is om hiermee te vapen. Het is me niet te doen om de clouds (integendeel), wel om de ervaring te hebben dat het voldoende is om gestopt met roken te blijven, daarom dat ze me ook sub-ohm aanraadden. Het toestel staat nu op 32watt en reguleert zelf het voltage dat staat op 2,73 volt.
        Dank je voor de uitleg.

        • Hallo Gerlinde,

          Dat sub-ohm dampen het juiste advies is om van het roken af te blijven kan ik niet zomaar bevestigen. Het grote voordeel van sub-ohm dampen ten opzichte van traditioneel dampen, voor de gebruiker zelf, is met name heel veel damp. Is heel veel damp een trigger om van het roken af te blijven? Ik denk het niet. Daarnaast zal je met deze lage weerstand “direct lung” hits moeten nemen – wat eerder een persoonlijke voorkeur zou zijn dan dat dat je helpt om van het roken af te blijven. En je gaat met deze weerstand een ongekend hoog E-Liquid verbruik krijgen. Ook dat lijkt me geen trigger om van het roken af te blijven. Met 0,2 Ohm gegarandeerd heel veel clouds, geen andere opties. Het is duurdere hardware en het E-Liquid verbruik is hoog. Wie heeft hier nou het meeste voordeel van? Tenzij sub-ohm dampen het voor jou helemaal is natuurlijk.

          Met traditioneel dampen kan je ook al meer damp produceren dan rook met een tabak sigaret. De smaak is prima en het nicotine gehalte bepaal je helemaal zelf naar eigen voorkeur. Je moet misschien iets meer hijsjes nemen en een hoger nicotine gehalte gebruiken in vergelijking met sub-ohm dampen om diezelfde voldoening te krijgen. Simpelweg omdat je per hijs iets minder binnen krijgt. Bij sub-ohm dampen gaat het toch voornamelijk om de grotere dampwolken, de rest van de voordelen liggen niet zo zeer bij de gebruiker maar eerder bij de verkopende partijen.

          Nu naar de vraag wat het beste wattage is voor deze weerstand van 0,2 Ohm. Laten we beginnen met het geheel om te draaien. Als je het voltage instelt reguleert het apparaat het wattage vanzelf. Dit werkt altijd in twee richtingen. Begin met een instelling van 3,3 Volt (ca. 55 Watt) en voer dit langzaam op naar 3,7 Volt (ca. 68 Watt) en dan eventueel naar 4 Volt (ca. 80 Watt). Sommige van de lage weerstand coils kunnen nog meer aan. Ergens in genoemd bereik zal je jouw sweetspot vinden. Let op! De stroom loopt op in genoemd bereik van 16 tot 20 Ampère. Dat is heftig! Zorg dat je de juiste batterijen gebruikt. Luchttoevoer vrij ver open zetten want het wordt warme damp. Reken maar op geweldige mistbanken en heel veel E-Liquid verbruik. Maar ach, kan wel leuk en lekker zijn. Dat alleen deze manier van dampen je van het roken af kan houden is een grote fabel, sorry als dit misschien een beetje teleurstellend klinkt.

          Succes en groet,
          Edwin

Geef een reactie

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Vereiste velden zijn gemarkeerd met *