Big Bang HTL 3, Schulbuch

64 Ausgewählte Kapitel der klassischen Physik (III. Jg., 5. Sem.) Die zweite Möglichkeit ist die Dreieckschaltung (Abb. 6.36). Zwischen zwei Außenleitern herrscht eine Effektivspannung von rund 400 V (Abb. 6.37). Damit wächst auch die Strom- leistung und man spricht daher umgangssprachlich von Starkstrom. Ein E-Backrohr wird etwa damit versorgt ( F15 ). Während die Sternschaltung großräumig betrieben wird, wird die Dreieckschaltung zusätzlich lokal angewen- det. Der E-Herd wird von zwei Außenleitern versorgt, alle Steckdosen eines Haushalts hängen aber an einem Außen- leiter und einem Neutralleiter. Das ist der Grund, warum der Spannungsprüfer nur bei einem Pol leuchtet ( F16 ). Abb. 6.36: Dreieckschaltung: Die drei Verbraucher könnten z.B. E-Backrohre sein. Abb. 6.37: Zwischen 2 Außenleitern beträgt die Effektivspannung rund 400V (genau 230 V · √ __ 3 = 398,4V) und die Maximalspannung 563V (genau 230 V · √ __ 3 · √ __ 2 = 563,4V). Abb. 6.38: a) dreiadriges Kabel b) Die Schleifkontakte der Steckdose sind über den Schutzleiter mit der Erdung verbunden c) ein Schutzkontaktstecker (Schukostecker) Um Stromunfälle zu minimieren, gibt es zahlreiche Sicher- heitsvorkehrungen im Haushalt. Für die Leitungen werden dreiadrige Kabel verwendet (Abb. 6.38), mit Außenleiter, Neutralleiter und Erdung. Wenn durch den Isolationsfehler eines Kabels ein Gerät unter Spannung steht, dann kann der Strom über die Erdung in den Boden fließen und gefährdet dich nicht. Zusätzlich gibt es noch den Fehlerstromschutz- schalter, der im diesem Fall sofort herausspringt und die gesamte Stromversorgung im Haus unterbricht ( F17 ). Info: CLIL – RCCB Zusammenfassung Die Verwendung von Drehstrom bietet den Vorteil, dass man sich bei der Sternschaltung die Rückleitung und somit sehr viel Material spart. Wenn man die Spannung zwischen zwei Außenleitern abgreift, dann erhält man „Starkstrom“, bei dem die Spannung und somit auch die Leistung um etwa 70% höher sind. CLIL – RCCB How does a residual current circuit breaker (RCCB) know that current is flowing through the protective conductor, or a person, and is therefore dangerous? Both the outer con- ductor and the neutral conductor are wound into a coil with the same number of turns. In normal operation, the current in the outer conductor ( I A ) and in the neutral conductor ( I N ) flow in opposite directions and with the same current . The magnetic fields therefore cancel each other out. If, however, a part of the current flows across the protective conductor (the “grounding”, IE) or otherwise somehow erroneously (= residual current), then the current from the outer conduc- tor predominates in the coil, which becomes magnetic. A moving iron core is pulled into the coil, the toggle switch is tripped and the current is interrupted. Exercise: Find out where the RCCB is in your home! i Fig. 6.39: How a residual current circuit breaker works Z Grundlagen der Elektrotechnik Überlege, wie man die Gleichungen für den indukti- ven und den kapazitiven Widerstand sowie für die Wirkleistung herleiten kann! Versuche mit Hilfe des Lösungsteils Schritt für Schritt nachzuvollziehen. L Überlege, was beim Starten eines dynamo-elektri- schen Generators passiert! In diesem Fall arbeiten ja die Elektromagneten noch nicht und daher kann doch keine Induktion erzeugt werden. Erkläre, warum sich im Betrieb die produzierte Stromstärke nicht immer weiter aufschaukelt! L Begründe, warum der Motor in Abb. 6.12 (S. 57) eigentlich funktioniert! Fehlt da nicht ein Teil? L 6 F19 A1 F20 A2 F21 A2 Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv