Physik compact, Basiswissen 7, Schulbuch

77 16.2 Drehstrom Sternschaltung Beobachtung: Die Stromstärke im Neutralleiter ist viel kleiner als die Stromstärke im Außenleiter. A1 Überlege was geschieht, wenn eines der Lämp- chen entfernt wird! Die Versorgung der Wohnhäuser erfolgt so, dass zwischen den Außenleitern L1, L2, L3 und dem Neu- tralleiter eine Spannung von 230 V besteht. Die Ver- drahtung einer Siedlung wird so geplant, dass die zu erwartenden Belastungen der einzelnen Außenleiter ungefähr gleich groß sind. Bemerkung: In einer Schukosteckdose (Schutzkontakt­ steckdose) befinden sich drei Leitungen: Außenleiter, Neu- tralleiter und Schutzleiter (PE-Leiter). Der Schutzleiter dient dazu, eine eventuell vorhandene leitende Oberfläche eines Elektrogerätes auf Erdpotential zu halten. ImFalle eines De- fekts kann der Strom über den Schutzleiter mit geringem Widerstand abfließen, wodurch die Stromstärke ansteigt, und ein Schutzschalter den Stromkreis unterbricht und die Gefahr eines Stromunfalls vermindert wird. 16.2.2 Dreiecksschaltung Es gibt noch eine zweite Möglichkeit, Spannung im Drehstromnetz abzugreifen, nämlich nicht zwischen Außenleiter und Neutralleiter, sondern zwischen zwei Außenleitern. Eine derartige Schaltung nennt man eine Dreiecksschaltung. Sie wird besonders beim Betreiben leistungsstarker Geräte eingesetzt, da zwi- schen zwei Außenleitern eine höhere Spannung liegt, als zwischen Außenleiter und Neutralleiter. Beobachtung: Die Spannung zwischen zwei Außen- leitern ist mehr als eineinhalb mal so groß wie die Spannung zwischen Außenleiter und Neutralleiter. Eine genaue Rechnung zeigt, dass die Spannung u 12 zwischen den Außenleitern L 1 und L 2 das √3 fache der Spannung u 1 bzw. u 2 beträgt. A2 Überprüfe rechnerisch die angegebene Effektiv­ spannung zwischen zwei Außenleitern! 16.2.3 Versuch Sternschaltung Ein Modell eines Drehstromgenerators wird mit drei Lämpchen in Sternschaltung (siehe Abb. 77.1) ver- bunden. Mit 2 Amperemetern lässt sich die Strom- stärke im Außenleiter und im Neutralleiter messen. S N i 1 i 3 i 2 A A L2 L1 L3 N i = i + i + i 1 2 3 Abb. 77.1 Sternschaltung L1L2L3PEN Außenleiter L1 Außenleiter L2 Außenleiter L3 Neutralleiter N Schutzleiter PE kWh PEN Hausanschlusssicherungen Anlagenerder Vorzähler- sicherungen Zähler Stromkreis- sicherungen Steckdose Beleuchtung Abb. 77.2 Stromversorgung einer Wohnung S N L2 L1 L3 N R 12 R 23 R 31 U 23 U 3 Abb. 77.3 Dreiecksschaltung Versuch Dreiecksschaltung An einem Modell eines Drehstromgenerators wird mit Hilfe zweier Voltmeter die Spannung zwischen einem Außenleiter und dem Neutralleiter und die Spannung zwischen zwei beliebigen Außenleitern gemessen (siehe Abb. 77.3). Spannung u u 2 u 3 u 2 u 3 u 23 u 23 -u 2 u 2 u u u 23 3 2 = - · t  Abb. 77.4 Spannungen im Drehstromnetz Zwischen einem Außenleiter und dem Neutralleiter liegt eine Effektivspannung von 230 V. Zwischen zwei Außenleitern liegt eine Effektiv­ spannung von 400 V. Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv