Big Bang 7, Schulbuch

12 GG 6.2/G 6.2 Kompetenzbereich Energie Abb. 27.31: Das Hochspannungsnetz in Österreich hat zwischen 110 kV und 380 kV. Zusammenfassung Mit Hilfe eines Transformators kann man Spannung und Stromstärke auf beinahe beliebige Werte bringen. Hoch- spannungen sind bei der Energieübertragung wichtig, um die Verluste zu minimieren. 27.4 Der Strom kommt aus der Steckdose 2 Drehstrom und Strom im Haushalt Bei der Stromversorgung verwendet man meistens den so- genannten Drehstrom, der aus einer Zusammenschaltung von drei Wechselstromnetzen besteht. Z Geräte, die eine besonders hohe Leistung haben – etwa einen Elektroherd, schließt man an den sogenannten Drehstrom an. Was versteht man darunter? Schau dir mal eine Steckdose an. Kennst du den genauen Zweck der Metallkontakte auf den Seiten? Mit einem Spannungsprüfer kannst du feststellen, dass immer nur einer der beiden Pole unter Spannung steht. Warum? Im Sicherungskasten findest du einen sogenannten FI-Schalter. Wofür ist der gut? Es gibt viele verschiedene Hochspannungsmasten, aber fast immer führen sie entweder drei oder sechs Leitungen (Abb. 27.32). Auch der Hochleistungstrafo in Abb. 27.30 (S. 11) hat drei Ausgänge. Wieso? F15 W1 F16 E1 F17 W2 F18 E1 Abb. 27.32: Ein Hoch- spannungsmast mit 6 Strom führenden Leitungen: Oben ist ein dünnes Blitzschutzseil zu sehen. Durch das Hochtransformieren der Spannung kann man Leistungsverluste minimieren und Material sparen (Kap. 27.3, S. 10). Es gibt aber noch weitere Einsparungsmög- lichkeiten. Für Fernleitungen verwendet man Drehstrom. Dieser wird mit einem Generator erzeugt, in dem sich drei um 120° versetzte Induktionsspulen befinden (Abb. 27.6, S. 5). Diese erzeugen daher Wechselspannungen, die eben- falls um 120° verschoben sind. Man kann nun die Verbraucher in einer Sternschaltung zusammenschließen (Abb. 27.33). Jeder von ihnen liegt zwi- schen einem Außenleiter (L1 bis L3) und dem Neutralleiter (N). Wenn man darauf achtet, dass die Belastungen der drei Verbraucher gleich groß sind, fließt durch den Neutralleiter kein Strom (Abb. 27.34). Bei Fernleitungen, die eine Vielzahl von Haushalten versorgen, trifft das im Schnitt tatsächlich zu. Hochspannungsmasten brauchen daher nur die Außen- leiter und keinen Neutralleiter ( F18 ). Abb. 27.33: Sternschaltung: Statt der Glühbirnen musst du dir ganze Stadtteile denken. In Wirklichkeit wird die Spannung beim Trans- port hinauf transformiert. Abb. 27.35: Dreieckschaltung: Die drei Verbraucher könnten z.B. E-Back- rohre sein. Die zweite Möglichkeit ist die Dreieckschaltung (Abb. 27.35). Zwischen zwei Außenleitern herrscht eine Effektivspannung von rund 400 V. Damit wächst auch die Stromleistung und man spricht daher umgangssprachlich von Starkstrom. Ein E-Backrohr wird etwa damit versorgt ( F15 ). Während die Sternschaltung großräumig betrieben wird, wird die Drei- eckschaltung zusätzlich lokal angewendet. Der E-Herd wird von zwei Außenleitern versorgt, alle Steckdosen eines Haus- halts hängen aber an einem Außenleiter und einem Neu- tralleiter. Das ist der Grund, warum der Spannungsprüfer nur bei einem Pol leuchtet ( F16 ). Abb. 27.34: Wenn alle drei Ströme gleich groß sind, dann sum- mieren sie sich zu jeder Zeit auf null. Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv