Physik verstehen 4, Schulbuch

57 Elektrizität bestimmt unser Leben 2. Was ist Dreiphasen-Wechselstrom („Drehstrom“)? Generatoren in Kraftwerken erzeugen sogenannten „ Dreiphasen-Wechselstrom “ oder kurz „ Drehstrom “. Der Stator enthält drei voneinander unabhängige Induktionsspulen, die um jeweils 120° versetzt sind (Abb. 57.1). Ein rotierender Elektromagnet (Rotor) erzeugt in jeder dieser Spulen eine Induktionsspannung. Die erzeugten Wechselspannungen sind zwar gleich hoch und haben die gleiche Frequenz, entstehen aber zeitversetzt. Durch die drei Außenleiter L 1 , L 2 und L 3 („ Phasen “) werden die Spannungen ins Stromnetz weitergeleitet. Die drei Wechselströme eines Drehstrom-Generators bräuchten eigentlich sechs Leitungsdrähte. Die drei Rückleitungen werden jedoch zu einem sogenannten Neutralleiter N („ Nullleiter “) zusammengefasst. Die beim Haushaltsstrom für Steckdosen übliche Wechselspannung von 230V kommt durch das Zusammenschließen von einem Außenleiter und dem Neutral- leiter zustande. Du kannst an der Farbe der Isolierung eines Kabels erkennen, ob es sich um einen spannungsführenden Außenleiter oder den Neutralleiter handelt: Der Neutralleiter ist immer blau markiert. Die Außenleiter sind braun , schwarz und grau , in Österreich auch noch violett , orange , weiß und rosa . Das grün - gelb markierte Kabel ist der Schutzleiter (  Seite 63). Um leistungsstärkere Geräte, wie zB Baustellenmaschinen, Elektroherde, Durchlauferhitzer, Ladestationen für Elektroautos … zu betreiben, verwendet man den sogenannten „ Kraftstrom “. Durch Zusammenschließen zweier Außenleiter erreicht man eine Wechselspannung von 400V . Elektroherde sind oft fix an die Stromversorgung angeschlossen. Andere 400-V- Geräte besitzen spezielle 5-polige Drehstromanschlüsse (Abb. 57.5, 57.6). 3. Wie funktionieren Drehstrom-Motoren? Viele Arbeitsgeräte mit starken Elektromotoren, wie zB Kreissägen, Kräne, Rolltreppen oder Aufzüge, werden mit Drehstrom-Motoren ausgestattet. Sie werden über das Drehstromnetz mit den benötigten 400V betrieben. N L 3 L 1 L 2 U t 230V 400V 230V 230V 57.1 Der Drehstrom-Generator erzeugt drei zeitversetzte Wechselspannungen in den Außenleitern L 1 , L 2 und L 3 . Zwischen ihnen und der Rückleitung – dem Neutralleiter N – herrschen 230V, zwischen den Außen­ leitern selbst 400V. Ein Drehstrom-Generator liefert drei zeitversetzte Wechselströme, die durch die Außenleiter L 1, L 2 und L 3 ins Stromnetz geleitet werden. Die 230V des Haushaltsstroms ergeben sich durch Zusammenschließen eines Außenleiters und des Neutralleiters N . Beim Zusammenschluss zweier Außenleiter erreicht man 400V . M Spannungsführender Außenleiter Schutzleiter Neutralleiter 57.2 Geöffnete Steckdose – Der Neutralleiter ist blau, der Außenleiter braun, der Schutz- leiter grün-gelb markiert. 57.3 Ein Elektroherd wird häufig mit Drehstrom betrieben. Die größeren Platten benötigen 400V, die kleineren 230V. Bei einem Drehstrom-Motor werden drei äußere, feststehende Elektro­ magnete nacheinander magnetisch. Das umlaufende Magnetfeld erzeugt im drehbaren Anker einen Induktionsstrom. Dadurch wird der Anker magnetisch und mitbewegt. M Blitzschutz L 2 L 2 L 1 L 1 L 3 L 3 57.4 Die drei Außenleiter an einer Hoch- spannungsleitung 57.5 Drehstromanschluss einer Kreissäge 57.6 Drehstrom-Motor Arbeitsblätter c7r4qs Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv