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21.04.05

Stromunfaelle

Ein gewisser Martin fragt in einen Komentar auf meinen AC/DC-Artikel:
"Ab welcher Spannungshöhe und Stromstärke wird es lebensgefährlich? Im KFZ haben wir Gleichspannung 12 Volt und 20 Ampere Sicherungen. Ist das harmlos? Im Haushalt haben 16 Ampere und 230 Volt Wechselspannung. Das ist lebensgefährlich. Warum ist das so?"

Bei Elekrtoschweissen hat man auch nur Spannungen von 12V und Stroeme von 50-140 A. Das reicht um Metal zu schweissen,- und sicher reicht es auch um deinen Koerper ernsthaft zu verletzen.

Die Frage "Ab wann ist Strom lebensgefaehrlich" ist nicht ganz so einfach zu beantworten.
Der Koerper wird ueber elekrtische Signale gesteuert, welche in den Nerven vom Gehirn zu den Muskeln laufen. (Auch chemische Geschichten spielen dabei eine Rolle - aber das lassen wir einfach mal ausser acht.)
Wenn nun ein Strom durch einen Unfall durch den Koerper laeuft, so werden durch den Strom die Koerpereigenen Signale ueberdeckt. Dadurch verkrampfen die Muskeln.
Nun koennen mehrere schlimme Dinge passieren

a) Wenn Du Pech hast verkrampfen sich die Muskeln so, dass Du den elektrischen Leiter fest umklammerst und nicht mehr los lassen kannst, da Du Deine Muskeln nicht mehr kontrollieren kannst.

b) Das Herz wird nur indirekt vom Gehirn gestuert und generiert seine Schlagimpulse ueberwiegend mit eigenen Nervenzellen (Sinusknoten). Wenn Du jedoch Pech hast hoert das Herz auf "das Falsche Signal" von dem Stromschlag und versucht (bei Wechselstrom) 50 mal pro Sekunde zu schlagen (Geschwindigkeit des Wechselstroms in Europa),- was natuerlich nicht funktioniert. Ein Herzflimmern setzt ein, - der Blutkreislauf versagt, das Gehirn wird nicht mehr mit Sauerstoff versorgt. Ende!

c) Im Koerper koennen Lichtboegen enstehen die Deine Organe verkokeln. Je nachdem welches Organ betroffen ist wirst Du Symtome entwickeln. (eventuell auch erst Tage spaeter)

d) Durch den Stromschlag ist die Herzmuskelsteuerung durcheinandergeraten, sodass auch Tage nach dem Unfall ploetzlich Herzschwierigkeiten auftreten koennen.

e) Bei laengeren Stromfluss durch Deinen Koeper kann eine chemische Reaktion im Blut einsetzen. Das Blut wird elektrolytisch zersetzt. Es kann dadurch nach ein paar Tagen zu Vergiftungserscheinungen kommen.

Wegen Fall Punkt c d und e gild: Bei einen Stromunfall den Du ueberlebt hast: Alle Arbeit einstellen und ersteinmal den Artzt anrufen. Eventuell wird dieser Dich zur Beobachtung ins Krankenhaus schicken oder ein EKG machen wollen. Ansonsten Stress vemeiden, auf Deinen Herzschlag achten und ins Bett - SOFORT!

Punkt b (Herzflimmern) hat den sofortigen Tot zur Folge.
Hier kann man tatsaechlich etwas Rechnen. Die Erfahrung sagt:
- Stroeme ab 0.5 mA (=0.0005 A) sind wahrnehmbar.
- Stroeme ab 10 mA (=0.01 A) fuer eine Sekunde, bzw 50 mA (=0.05 A) fuer 150 Milisekunden lassen Muskeln verkrampfen, sodass Du im schlimmsten Fall den Leiter nicht mehr los lassen kannst.
- Stroeme ab 50 mA (0.05 A) fuer eine Sekunde, bzw 500 mA (0.5 A) fuer 10 Milisekunden loesen Herzflimmern aus, welcher sofort toetlich ist.

Es kommt also auf die Stromstaerke an, und nicht auf die Spannung.

Das Ohmsche Gesetz sagt:

Spannung = Strom * Wiederstand

in Einheiten:
Volt = Ampere * Ohm

Nehmen wir an wir wollen einen sofort toetlichen Stromunfall mit 50 mA (0.05 A) herbeifuehren.

Benoetigte_toetliche_Spannung_in_Volt = 0.05A * Koerperwiederstand_in_Ohm

Wie hoch ist der Koeperwiederstand?
Das haengt ab von
- der Groesse der Kontaktflaechen zum Leiter
- dem Weg den der Strom innerhalb Deines Koepers zuruecklegen muss
- der Feuchtigkeit der Haut an der Kontaktflaeche
Am besten Du misst einmal bei Dir nach.

Nehmen wir einmal unter Misachtung aller Variablen Parameter 1000 Ohm an (Druchschnittswert).

Benoetigte_toetliche_Spannung_in_Volt = 0.05A * 1000 Ohm
Benoetigte_toetliche_Spannung_in_Volt = 50 Volt

Aber Achtung: Auch bei niedrigeren Spannungen gild (ich Wiederhole):

c) Im Koerper koennen Lichtboegen enstehen die Deine Organe verkokeln. Je nachdem welches Organ betroffen ist wirst Du (eventuell auch Tage spaeter) Symtome entwickeln. (Denk an das Elektroschweisgeraet, welches auch nur mit 12V arbeitet)

d) Durch den Stromschlag ist die Herzmuskelsteuerung durcheinandergeraten, sodass auch Tage nach dem Unfall ploetzlich Herzschwierigkeiten auftreten koennen.

Daher: Nachdem einen Stromunfall ersteinmal ueberlebt hast: Alle Arbeit einstellen und ersteinmal den Artzt anrufen. Eventuell wird dieser Dich zur Beobachtung ins Krankenhaus schicken oder ein EKG machen wollen. Ansonsten Stress vemeiden, auf Deinen Herzschlag achten und ins Bett - SOFORT!

Was tun wenn mein Kumpel an einen elekrtischen Leiter festkrampft?

Versuch nicht Deinen Kumpel direkt zu retten indem Du ihm von dem eletrischen Leiter weg zu reissen versuchst.
Du bringst Dich dadurch selber in Gefahr und haengst im schlimmsten Fall danach selber verkrampft am Leiter.
Versuch stattdessen die Stromquelle abzuschalten. Stecker rausziehen oder Sicherung abschalten !

Welche Stromunfaelle gibt es denn so?
- Fummeln an der Steckdose.
- Falsch angeschlossene Steckdose (Folge: Zum Beispiel Dein Computergehaeuse steht ploetzlich unter Strom)
- Falsch angeschlossenes Licht (Folge: Die Gluehbirnenfassung steht ploetzlich unter Strom)
- Falsch angeschlosser Lichtschalter (Obwohl das Licht aus ist, ist noch Spannung auf der Fassung)
- Drachen steigen lassen unter Hochspannungsleitungen.
- Auf Eisenbahnwagen/Strassenbahnwagen klettern und in die Naehe des Fahrdraht kommen
- Ueberqueren von Ubahn- oder SBahn Gleisen die den Strom aus einer seitlichen Stromschiene bekommen.
- Von Bruecken herunter auf die Gleise pinkeln und dabei einen Fahrdraht erwischen. (passiert oefters als man denkt)

Ansonsten gilt noch: Bei Stromunfaellen durch Fummeln an der Steckdose oder anderen Geraeten zaehlt keine Versicherung, weil Du als nicht am Strom herumfummeln sollst.

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17.02.05

Zugbremsen und Bahnstrom

Mein letzter Blogeintrag "16 2/3 Hz" hat Verwirrung ausgeloesst. "Was haben die Bremsen der Zuege mit der Stromversorgung zu tun. Und die Zuege fuehren doch, also war doch Strom da".
Hier daher eine kurze Abhandlung ueber die Bremssysteme von Zuegen und das Bahnstromnetz.

Jeder Zug hat mindestens mindestens 2 Bremssysteme.

a) Das klassisch-hydrauliche Bremssystem.
Bremsbacken reiben gegen die Raeder und bremsen sie ab. Gesteuert wird das ganze ueber ein pleumatisches System. Ein Bremsschlauch laeuft von dem Steuerwagen bzw. der Lock durch den ganzen Zug (an den Wagen zusammengekoppelt).
Im Ruhezustand (wenn KEIN Druck auf dem Schlauch ist) sind die Bremsen angezogen. Wird Druck auf den Schlauch gegeben loesen sich die Bremsen und der Wagen kann rollen. Reisst der Schlauch, oder loesst sich ein Wagen, so wird der Druck im Schlauch abfallen und die Bremsen werden automatisch ausloesen.
Jeder kennt bestimmt das Prozederer wenn ein Wagen angekoppelt wird (das gab es damals als lokbepannte Zuege die Regel waren sehr haeufig wenn ein Zug ueberfuelt war):
Die Rangierlock faehr den zu koppelnen Wagen an das Zugende bis es rumst. Der "Koppelmeister" (ein eigenstaendiger Beruf) steigt zwischen die Wagen und oeffnet als erstes die Bremssysteme der Teilzuege. Daraufhin gibt es ein lautes Zischen und die Bremsen loessen aus. Nun werden die Wagen an sich zusammengekoppelt. Anschliessend wird die elektrische Verbindung hergestellt. Daraufhin wird das Bremsystem verbunden und der Wagendurchgang geoefnet.
Nun gibt der Koppelmeister ein Signal an den Lokfuehrer, der daraufhin den Druck im Bremsschlauch herstellt. Die Bremsen loesen sich. Nun laeuft der Koppelmeister an verschiedenen Achsen vorbei und beschaut sich ob die Bremsen sich auch wirklich loesen. Anschliessend gibt es ein Signal und die Bremsen werden wieder ausgeloesst (=> der Druck ein wenig abgelassen). Der Koppelmeister sieht sich wiederum die Achsen des gesammten Zuges an und prueft ob die Bremsen auch wirklich ausloessen. Erst daraufhin darf der Zug weiterfahren.
Erkennen kann man dieses Bremssystem am klassischen Zischen wenn die Bremsen angezogen werden sowie am schrecklich lauten quietschen wenn der Zug anhaelt. (Reiben der Reader an den Bremsbacken)

b) Notbremse
Darueber hinaus hat jeder Zug noch ein zweites Bremssystem welches ueber die Notbremse ausgeloesst wird. Je nach System sind das Wirbelstrombremsen ueber der Schiene oder Magneten die auf die Schiene fallen.

c) Aber bei heutigen Zuegen ist alles anders.
Bei Zugen die NICHT aus einzelnen Wagen und einer Lock bestehen (z.B. moderne S-Bahn-Wagen oder der ICE) kommen verschiedene Bremssysteme zum Einsatz. Schliesslich ist hier nicht auf Komatiblitaet mit alten Bremssystemen zu achten.
In der Regel wird eine Nutzbremse eingesetzt. Das heisst, dass die Motoren (bei modernen Zuegen ueber den geammten Zug verteilt) als Generator verwendet werden. Dadurch wird eine gewisse Bremswirkung erziehlt. Als Nebeneffeckt wird Strom gewonnen der in die Leitung zurueckgespeisst wird.
Jedoch haben auch moderne Zuege noch ein altes konventionelles Bremssystem als Backup an Board.
Erkennbar ist diese Art und Weise des Bremsen daran, dass waerend des Bremsvorgang mit der Nutzbremse ein Geraeusch ensteht, welches aehnlich dem Geraeusch des Anfahren ist. (In der Regel das Geraeusch enies asyncronen mehrphasigen Drehstrommotors mit elktronischer Ansteuerung ueber Hochleistungselektronik -> ein Saeuseln welches verschiedene Stufen hat, aehnlich wie bei einer Gangschaltung)
Ein asyncroner Drehstrommotor mit mehrpahsiger Ansteuerung ist ein Drehstrommotor (oft mit mehr als 3 Phasen) welcher durch einen mit Hochleistungselektronik (der Wort "Hochleistung" meint hierbei viel Leistung/Strom/Spannung und nicht viel Rechenleistung) individuell erzeugten Drehstrom gespeisst wird. Der Drehstrom wird in einer variablen Frequenz erzeugt (je nach Geschwindigkeit des Motors). Diese Technik ist erst moeglich seitdem Hochspannungstransistoren verfuegbar sind, welche den Strom schnell genug schalten koennen. Dies ist erst seit mitte der 90er der Fall. Erst seit Mitte der 90er ist es daher moeglich Wechselstrom/Drehstrom fuer hohe Leistung effizient aus Gleichstrom oder elektronischen Schaltungen zu erzeugen.

Die Nutzbremse stellt die Netzplaner jedoch vor eine schwierige Aufgabe. Wird ploetzlich Energie (beim Bremsen) erzeugt, so laeuft die Energie rueckwaertz durch die Anlagen, Einspeisungspunkte und Tranformatoren. Dies erfordert komplizierte Regelungen im Stromnetz.
Bei Wartungsarbeiten und Stoerungen gibt es daher manchmal ein Verbot Strom in das Netz zurueckzuspeisen. Dann vernichten die Zuege den Strom vor Ort in grossen Wiederstaenden falls solche vorhanden sind, oder bremsen wieder mit ihren alten hydraulischen Bremsen.

Das Bahnstromnetz ist sowieso eine interesannte Geschichte. Die Bahn hat ein voellig eigenes Stromnetz. Die Netzfrquenz ist 16 2/3 Hz (historisch). Anders als beim normalen Stromnetz (50 Hz).
Im Gegensatz zum oeffentlichen Stromnetz wird kein Drehstrom verwendet, sondern Einphasen-(=ganz normler)-Wechselstrom, da fuer Drehstrom mehrere Stromabnehmer vorhanden sein muessten, was bautechnisch schwierig ist.
Die Bahn verfuegt ausserdem ueber ein eigenes 110 000 Volt Hochspannungsnetz mit eigenen Hochspannungsleitungen (erkennbar daran, dass an Bahnstromhochpannungsleitungen die Anzahl der Kabel ein vielfaches von 2 ist, und kein vielfaches von 3, bedingt daduch das kein 3 phasiger Drehstrom verwendet wird). Das Hochspnnungsnetz ist symetisch geerdet, d.h. von jeden Kabel ist 1/2 der Spannung gegen Erde messbar, und es gibt 2 Draehte am Mast, bzw. ein vielfaches von 2.
Es gibt sogar eigene Kraftwerke welche ausschliesslich Bahnstrom produzieren. Der meiste Strom kommt aus einen Atomkraftwerksblock fuer Bahnstrom in Baden Wuertenberg.
Seit dem es Hochleistungstransistoren gibt, gibt es auch Einspeisepunkte welche Strom aus dem oeffentlichen Netz von 50Hz in Gleichspannung verwandeln und anschliessend in den 16 2/3 Hz Strom wechselrichten. Dies ist aber erst seit den 90ern moeglich. Vorher gab es nur vereinzelnte mechanische Umsetzer (Motor am oeffentlichen Netz gekoppelt mit einen Generator fuer 16 2/3 Hz), was jedoch sehr ineffizient ist.

Das Bahnstromnetz stellt die Techniker vor ganz besondere Probleme: Ein ICE oder Gueterzug verbraucht beim Anfahren locker die Strommenge einer ganzen Kleinstadt. Dies hat gewaltige Schwankungen im Stromverbrauch zur Folge, welches die Regelung sehr schwierig macht.

Zum Vergleich: Die Berliner Stromversorger haben schon Angst wenn ein Gewitter hochzieht und sich der Himmel ploetzlich verdunkelt und viele Leute gleichzeitig das Licht einschalten. Ein Kraftwerk kann man schliesslich nicht einfach einschalten. Das benoetigt tagelange Vorbereitungen. Daher wird versucht ueber Wettervorhersagen, Erfahrungen und so weiter den Stromverbrauch vorherzusagen. Wird dennoch mal mehr Strom benoetigt ist die einzige Moeglichkeit ein Gastubinenkraftwerk in Berlin-Mitte welches sich innerhalb einer Stunde starten laesst, jedoch sehr uneffizient und teuer ist.
Anderseits ist es auch gefaehrlich wenn ploetzlich zu viel Strom erzeugt wird. Irgendwo muss die Energie hin! Im schlimmsten Fall laufen die Generatoren mit zu wenig Widerstand ploetzlich zu schnell. Das waere eine Katastrophe und hatte in Nordamerika zu einen Stromausfall gefuehrt der erst nach 5 Tagen wieder behoben war (ist ein Kraftwerk ersteinmal notabgeschaltet dauert es Tage es wieder zu starten).
Bei der Bahn sind riesige Schwankungen normal. Keiner kann auf die Sekunde vorhersagen wann, wo welcher Zug anfahert. Das Stromnetz stabiel zu halten gleicht einen Balanceakt. Ein Wunder dass das ueberhaput funktioniert. Meine Bewunderung.

Posted by iscs at 21:25 | Comments (229) | TrackBack

01.02.05

AC/DC

Es gibt leute die wissen nicht was ich meine, wenn ich sage dass meine waschmaschine, spuehlmaschine und warmwassergeraet nicht EDV gemaess angeschlossen sind, da sie obwohl sie an einer steckdosenleiste angeschlossen sind alle an einer eigenen phase haengen und was der unterschied zwischen strom und spannung ist.

Nun habe ich ein Blog - nun sollten alle gluecklich sein.
Aber wenn man jemanden den kleinen Finger reicht, so wird man dann auch indirekt aber doch sehr bestimmt davon in Kenntniss gesetzt dass von einen erwartet wird taeglich einen Eintrag zu machen.
Unter Protest tue ich dieses,- und werde (da der tag bis auf ein wg-Kuchengespraech ueber Drehstrom) voellig ereignisslos war, etwas ueber den Unterschied zwischen Gleichstom,- Wechselstrom und Drehstrom schreiben, da ich immer wieder ueber Fragen verwundert bin warum der Herd mit 5 Leitungen angeschlossen wird.
Da dieses aber jeder wissen sollte der eine Lampe anschliesst, hier die Sendung mit der Maus fuer Elekrtizitaets-Legasteniker:

Am Anfang waren Tesla und Edison.
Beide beschaeftigen sich mit Strom.
Tesla mit Wechselstrom und Edison mit Gleichstrom.

Wir befinden uns um das jahr 1885 - 1890.
Grosse Erfindungen wurden gemacht und die Welt begann sich zu veraendern. Bisher gab es nur vereizelte Stadtstromnetze die mit Gleich- bzw. Wechselstrom in verschiedenen Spannungen arbeiteten. Noch war alles inkompatibel. Ein genormtes Stromnetz musste her.

Tesla (=Wechselstrom) und Edison (=Gleichstrom) stritten sich oeffentlich darueber welches der beiden Systeme nun besser fuehr ein grosses Netz geeignet waere.
Da Edison der bessere Geschaeftsmann war und Tesla nur ein armer Einwanderer, der zudem noch zeitweise in Edisons Firma arbeitete sah es zunaechst so aus als ob Edison diesen Streit gewinnen wuerde.
Doch - Tesla gab keine Ruhe und so enstand ein legendaerer Streit, der darin gipfelte, dass Edison die Gefaehrlichkeit des Wechselstroms der Oeffentlichkeit vorfuehrte in dem er einen Elefanten durch Wechselstrom auf einer Metalplatte braten liess.
Nach Protesten von Tieschuetzern wurden diese Versuche dann mit zum Tode verurteilten Gefangenen fortgesetzt (=> elekrischer Stuhl) was (aufgrund der unangenehmen Rauchentwicklung des nicht beim ersten Versuch gestorbenen Verurteilten) Tesla einen Rueckschlag in dem Streit verschaffte.
Ein paar Jahre spaeter waren jedoch alle wieder vernuenftig und fanden in weniger spektakulaeren Versuchen doch den Wechselstrom (genauergesagt: den 3-phasen Drehstrom) als das bessere System.

Bevor wir erklaeren was der Unterschied ist sollte zuerst jedem der Unterschied zwischen Strom und Spannung klar sein.
Da stellen wir uns ereinmal janz doom.
Stellen mir uns vuer mir ham ene wasserleitung un da fliesst wasser durch.
Nun kann man dort zwei dinge messen:
1) die wassermenge die durch das rohr fliesst
2) der druck der auf der leitung ist

Die wasserMENGE ist aequevalent zu dem Stom (gemessen in Ampere) in der Leitung.
Der wasserDRUCK ist aequivalent zu der Spannung (gemessen in Volt) in der Leitung.

Wenn das Wasser Kraft erzeugen soll, so kann man dies erreichen mit
- entweder VIEL Wasser (=viel ampere), welches mit wenig Druck fliesst (=wenig volt). (Beispiel: Wassermuehle)
- oder WENIG Wasser (=wenig amper), was jedoch mit viel Durck (=viel Volt) fliesst. (Beispiel: Wasserpistole)
Beide Systeme ergeben sie selbe Kraft (=die selbe Leistung)

Daraus ergibt sich:
Leistung = Strom * Spannung
oder in Einheiten:
Watt = Ampere * Volt
Das bedeutet:
12 V aus der Autobatterie mit 20 Ampere erzeugen genausoviel Kraft wie 240 V mit 1 Ampere.

Dummerweise hat Strom mit niedriger Spanung (=Volt) einen grossen Nachteil:
Man benoetigt sehr dicke Kabel um die Leistung zu transportieren. (Aehnlich wie der Zufluss zu einer Wassermuehle ein dickeres Rohr braucht wie das Rohr einer Wasserpistole).
Hohe Spannung moechte man aber nicht im Haus haben, da diese nuneinmal gefaehrlich ist.

Also muss man die Leistung mit hoher Spannung transportieren,- jedoch fuer den Hausgebrauch umwandeln in handliche 220V.

Und dies geht mit 1890er technik nuneinmal nur mit
TRANSFORMATOREN.

Transformatoren arbeiten nur mit Wechselstrom - und deshalb ist Wechselstrom so praktisch. (jedenfalls 1890 - ca. 1998)
Warum? dazu kommen wir spaeter!

Wechselstrom/Gleichstrom
Nun sollte auch derjenige Leser welcher glaubt den Unterschied zwischen Wechselstrom und Gleichstrom nicht zu kennen diesen erklaert bekommen.
Bei Gleichstrom fliesst der Strom wie in einer Wasserleitung immer in eine Richtung.
Beim Wechselstrom aendert der Strom staendig seine Richtung. Er "schuettelt" in der Leitung hin- und her.

Warum arbeiten Transformatoren nur mit Wechselstrom?

Da stellen mir uns einmal jaanz doom.
Jedesmal wenn Strom fliesst wird ein Magnetfeld um den Stromleiter herum aufgebaut.
Umgekehrt wird jedesmal, wenn jemand anders ein Magnetfeld in der naehe eines "leeren" Stromleiters aufbaut/abbaut, fuer einen kurzen Moment Strom in diesen Leiter fliessen.
Klingt wie Magie - nennt sich aber Induktion.
Induktion findet jedesmal dann statt wenn sich das Magnetfeld AENDERT.
(Hint: All unser Strom kommt in wirklichkeit nicht aus der Steckdose sondern wird in den Kraftwerken ueber Induktion erzeugt. (Ausnahme: Solaranlagen))

Angenommen ein Gleichstrom fliesst durch eine Leitung, so wird um den Leiter ein Magnetfeld aufgebaut,- und dieses bleibt solange konstant bis man den Strom wieder abschaltet.
Damit wir den Stromleiter nicht verwechseln geben wir ihm einen Namen und nennen ihn "Primaerstromkeis"
Angenommen neben dem Primaerstromkreis-leiter ist noch ein Stromleiter auf dem jedoch kein Strom fliesst. Diesen nennen wir "Sekondaerstromkreis"

Wenn nun der Primaerstromkreis eingeschaltet wird, so wird ein Magnetfeld um den Primaerstromkreis aufgebaut.
Dieses Magnetfeld erzeugt nun (im Augenblick des Aufbaus des Magnetfelds => Im Augenblick des Einschaltens) ein Strom im Sekondaerstromkreis nebenan (Induktion).
Wenn der Strom fliesst und das Magnetfeld vollstaendig aufgebaut ist passiert jedoch garnichts mehr im Sekondaerstromkreis. Es fliesst kein Strom mehr, da sich das Magnetfeld nicht mehr AENDERT.
Erst wenn der Primaerstromkreis ausgeschaltet wird faellt das Magnetfeld zusammen und AENDERT sich damit,- und so fliesst auch im Sekondaerstromkreis wieder kurz ein Strom)

Wir haben im Augenblick des Einschaltens und des Abschaltens Strom aus Strom erzeugt.

Bei Gleistrom funktioniert das nur beim Einschalten und Ausschalten -- aber beim Wechselstrom aendert der Strom immer seine Richtung.
Dadurch aendert sich das durch den Primaerstomkreis erzeugte Magnetfeld staendig und dadurch wird immer wieder neu Strom im Sekondaerstromkreis erzeugt.

Wenn man nun den Stromleiter zu einer Spule aufwickelt so kann man die Staerke des Magnetfeldes verstaerken,- bzw bei Induktion die Spannung (=Volt) des Erzeugten Stromes aendern.

Beispiel:
Primaerstromkreislauf laeuft durch eine Spule mit 100 Wicklungen und hat 150 Volt, waehrend der Sekondaerstomkreislauf durch eine Spule mit 200 Wicklungen laeuft. Der in der Sekondaerspule erzeugte Strom wird 300 Volt haben.
Also:
100 Wicklungen mit 150 Volt ergibt bei 200 Wiklungen auf der anderen Seite 300 Volt (Dreisatz)

So funktioniert ein Transformator.
Und das funktioniert nur bei Wechselstrom.

Nun gut. Ein Wechselstrom ist sinnvoll. Aber was ist Drehstrom?

Frueher hatte Strom vorallen 2 Aufgaben:
1) Gluehbirnen betreiben
2) Elektromotoren betreiben
Gluehbirnen ist es egal ob Gleichstrom oder Wechselstrom verwendet wird - sie funktionieren bei beiden.

Elektromotoren gibt es in verschiednen Varianten. Gleichstrommotoren, Wechselstrommotoren und Drehstrommotoren.
Drehstrommotoren sind am einfachsten zu bauen. Frueher waren fast alle Motoren Drehstrommotoren.

Drehstrom ist im Prinzip nichts anders als 3 Wechselstrome.
Der "Ruecklauf" (wie der Ruecklauf beim Wasser) wird von allen 3 Wechselstroemen gemeinsam benutzt.
Daher benoetigt man 4 Leitungen.
- Phase 1
- Phase 2
- Phase 3
- Mittelpunktleiter (=Ruecklauf)
Das Besondere ist, dass alle 3 Wechselstroeme zu unterschiedlichen Zeitpunkten ihre Reichtung aendern.
Im ersten Moment hat die erste Phase ihren Hoehepunkt, danach die zweite Phase, dann die dritte, dann wieder die erste Phase.

Schliesst man nun jeden der 3 Wechselstromkreise an jeweils eine Spule an, so erhaelt man 3 Magnetfelder die sich abwechseln auf- und abbauen.
Ornet man diese 3 Spulen im Kreis an so erhaelt man
- im ersten Moment ein Magnetfeld was "zur Spuele nr.1 zeigt"
- im zweiten Moment ein Magnetfeld was "zur Spuele nr.2 zeigt"
- im dritten Moment ein Magnetfeld was "zur Spuele nr.3 zeigt"
- im vierten Moment ein Magnetfeld was wieder "zur Spuele nr.1 zeigt"
usw.
Nun muss man nur noch etwas in die Mitte legen was durch Magnetissmus angezogen wird, und es wird anfangen sich zu drehen (da es immer zu einer anderen Spule gezogen wird).
Das ist alles sehr vereinfacht ausgedrueckt - aber es ist ist auch so einfach.
Fertig ist das Prinzip des einfachen Drehstrommotor der viel einfacher zu bauen ist als Wechselstrommotoren oder Gleichstrommotoren.

Und deshalb haben wir heute ein DREHSTROMNETZ !

Vielen Dank fuer Eure Aufmerksamkeit - und ich hoffe das der prozentuelle Anteil der Freunde die nicht wissen was ein Drehstrom ist nun etwas gesunken ist.

Posted by iscs at 21:48 | Comments (86) | TrackBack