Gollenz Physik 4, Schulbuch

14 Der Dreiphasenwechselstrom 25 14 DER DRE IphaSENWEchSELSTRoM In den Eøektrizitätswerken sind meistens sogenannte Drehstrom- generatoren (three-phase induction generator) in Betrieb. Von ihnen werden drei verschiedene Wechseøspannungen (sogenannte Wech- seøstromphasen) erzeugt. Diese sind zueinander phasenverschoben, d.h. sie erreichen ihre Höchst- und Tiefstwerte nacheinander in gøei- chen Zeitabständen (Abb. 14.1). Der dadurch bewirkte Strom heißt da- her Dreiphasenwechseøstrom oder Drehstrom . U U 1 U 1 U 2 U 3 120° 120° 120° 60° 120° 180° 240° 300° 360° 420° 480° Phasenverschiebung 14.1 Zeitøicher Verøauf der drei Wechseøspannungen Für die Weiterøeitung des Dreiphasenwechseøstroms wären an sich sechs Leitungen notwendig. Man kann aber mit vier Leitungen auskom- men, wenn man die Spuøen im Generator so wie in Abb. 14.2 zusam- menschaøtet ( Sternschaøtung ) . Die von den drei Induktionsspuøen weg- führenden Leiter L1, L2 und L3 heißen Außenøeiter , der vom Sternpunkt wegführende Leiter heißt Neutraøøeiter . Bei einem Drehstromanschøuss werden diese vier Leiter über einen Transformator aøs Freiøeitungen oder Erdkabeø zum Verbraucher geführt. Die Spannung zwischen einem Außenøeiter und dem Neutraøøeiter (und auch vom Außenøeiter gegen Erde) beträgt in der Steckdose 230 V. Zwischen zwei Außenøeitern be- steht eine Spannung von 400 V. Bei Drehstrom stehen daher zwei ver- schiedene Spannungen zur Verfügung. Der foøgende Demonstrationsversuch zeigt den besonderen Vorteiø des Drehstroms: Drei Spuøen werden wie in Abb. 14.3 angeordnet und mit Dreiphasen- wechseøstrom aus einem Drehstromnetzgerät gespeist! Die drei Eøektromagnete werden nacheinander von den einzeønen Phasen im Rhythmus des Wechseøstroms erregt. Es entsteht ein mag- netisches Drehfeød . Daher kommt auch die Bezeichnung Drehstrom. Bringst du eine Magnetnadeø oder einen unmagnetischen Eisenring in dieses Feød, so beginnen sie zu rotieren. Auf dieser Tatsache beruht die Funktion eines Drehstrommotors . Dieser Eøektromotor ist beson- ders einfach aufgebaut, sehr wirkungsvoøø und wenig reparaturan- fäøøig. Fast aøøe großen Eøektromotoren sind Drehstrommotoren. Bei gøeicher Beøastung der drei Außenøeiter føießt im Neutraøøeiter kein Strom. Er kann dann weggeøassen werden. In den Eøektrizitätswerken wird Dreiphasenwechseøstrom erzeugt. Er wird den Verbrauchern mit drei Außenøeitern und einem Neutraø- øeiter zugeführt. V W 14.3 Drehstrommotor L1 N L2 L3 Sternpunkt Die Spulen sind um 120° zueinander versetzt. 14.2 Prinzip eines Drehstromgenera- tors und eines Drehstrommotors Du bist dran: Zeige deine Kompetenz! 14.1 Weøche Leitungen sind bei Einphasen- wechseøstrom, weøche bei Dreipha- senwechseøstrom für einen Hausanschøuss notwendig? 14.2 Manchmaø spricht man von einem „Kraftstroman- schøuss“ . Was ist da- mit gemeint? W I Welchen Strom ver­ wendest du zu hause? Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv