Physik verstehen 4, Schulbuch

3 Pluspunkt Physik im Alltag  Arbeitsheft-Seite 29 52 Der Transport elektrischer Energie 2. Wie wird elektrische Energie übertragen? Die elektrische Energie kommt auf folgendem Weg zum Verbraucher: Generatoren im Kraftwerk erzeugen Strom mit Spannungen von ca. 10kV. Anschließend wird mit Hochspannungstransformatoren die Spannung auf bis zu maximal 380kV erhöht. Über Hochspannungsleitungen gelangt die elektrische Energie zu den Umspannwerken, die meistens an Orts- oder Stadträndern gebaut sind. Dort wird wieder auf zB 6000V (6kV) hinunter- transformiert (Niederspannungstransformator). Der Strom wird über das so genannte Mittelspannungsnetz weiter zu den so genannten Ortstransfor- matoren geleitet, die die Spannung auf 230V oder 400V umformen und weiter in die Ortsnetze zu den Verbrauchern leiten. 1. Wie kommt die elektrische Energie zu den Verbrauchern? Ein großer Vorteil der elektrischen Energie ist, dass sie durch Kabel über große Entfernungen zu den Verbrauchern gebracht werden kann, da Kraftwerke oft außerhalb der Wohnorte liegen. Das technische Problem dabei ist: Je mehr Verbraucher an ein Stromnetz angeschlossen sind, desto höher muss – bei gleicher Spannung – die Stromstärke sein. Die Elektrizitätswerke müssten daher einen Strom mit Tausenden Ampere liefern. Dazu wären sehr dicke Drähte notwendig. Durch Transformatoren wird die Spannung soweit erhöht, dass die Stromstärke sinkt und elektrische Energie mit möglichst geringen Verlus- ten über größere Strecken transportiert werden kann. Eine andere Möglichkeit ist die so genannte dezentrale Stromerzeugung. Mit vielen verteilten Kleinkraftwerken (zB Wasserkraft, Windkraft, Biomasse, Photovoltaik) in der Nähe der Verbraucher werden teure Leitungen gespart. 52.3 Hauszuleitung vom Dach Umspannwerk Umspannwerk Transformator Ortsleitung 3x 400V/230V, 50Hz Neutral- leiter Orts- transformator zB 380kV, 220 kV oder 110kV zB 6000V Hochspannungsleitung Transformator Turbine Generator 52.4 Vom Kraftwerk zum Verbraucher: Transportschema der elektrischen Energie 52.1 Transformator in einem Umspannwerk 52.2 Hochspannungsleitungen Hörnerblitzableiter Beide hörnerförmigen Elektroden werden auf den isolierten Ständer- klemmen festgeschraubt. Stelle sie so zusammen, dass sie an der engsten Stelle einige mm voneinander ent- fernt sind. Schließe die Elektroden mit kurzen Kabeln an die Hochspan- nungsspule (Sekundärseite; 14000 Windungen) an. Die Kabel dürfen weder einander noch den Tisch be- rühren. Stelle eine brennende Kerze unter die Elektroden. Lege an der Pri- märseite (700 Windungen) 230V Wechselspannung an. Schließe den Schalter und beobachte den Weg des Funkens zwischen den Elektroden. V1 Film hn25av Nu zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv