Physik verstehen 4, Schulbuch

58 Physik verstehen im Alltag 3 Der Transport elektrischer Energie 2. Wie kommt der elektrische Strom zu den Endgeräten? Generatoren im Kraftwerk erzeugen elektrischen Strom mit Spannungen von ca. 10 kV. Mit Hochspannungs-Transformatoren wird die Spannung auf bis zu 380 kV erhöht. Über Hochspannungsleitungen gelangt Strom zu den Um- spannwerken, die oft an Orts- oder Stadträndern gebaut sind. Dort wird auf 6 000V (6 kV) hinuntertransformiert (Niederspannungs-Transformator). Der Strom wird über das Mittelspannungsnetz zu den Ortstransformatoren geleitet. Diese formen die Spannung auf 230V oder 400V um und leiten den Strom in die Ortsnetze zu den Endgeräten hin und zurück. 58.3 Hauszuleitung vom Dach Umspannwerk Umspannwerk Transformator Ortsleitung 3 x 400V/230V, 50Hz + Neutralleiter Neutral- leiter Orts- transformator zum Endgerät zB 380kV, 220kV oder 110kV Hochspannungsleitung Mittelspannungsnetz zB 6000V Transformator Turbine Kraftwerk ca. 10kV Generator 58.4 Vom Kraftwerk zum Endgerät: Transportschema der elektrischen Energie 1. Wie wird elektrische Energie übertragen? Ein großer Vorteil der elektrischen Energie ist, dass sie durch Kabel über große Entfernungen zu den Kunden hin- und wieder zurückgebracht werden kann. Denn Kraftwerke liegen oft außerhalb der Wohnorte. Das technische Problem dabei ist: Je mehr Geräte an ein Stromnetz angeschlossen sind, desto höher muss – bei gleicher Spannung – die Strom- stärke sein. Die Elektrizitätswerke müssten daher einen elektrischen Strom mit tausenden Ampere liefern. Dazu wären sehr dicke Drähte notwendig. Durch Transformatoren (  Seiten 54–55) wird die Spannung erhöht und die Stromstärke gesenkt. Elektrische Energie kann dadurch mit möglichst wenig Wärmeabgabe über größere Strecken transportiert werden. Eine andere Möglichkeit ist die sogenannte dezentrale Stromerzeugung. Mit vielen verteilten Kleinkraftwerken in der Nähe der Kunden werden teure Leitungen gespart. Diese Kleinkraftwerke nutzen zB Wasserkraft, Windkraft, Verbrennung von Biomasse (zB Holzabfälle) und Sonnenenergie. LV1  Hörnerblitz  E1 Beide hörnerförmigen Elektroden werden auf den isolierten Stän- derklemmen festgeschraubt. Sie sollen an der engsten Stelle 5–10mm voneinander entfernt sein. Die Elektroden werden an die Sekundärspule mit zB 14 000Win- dungen geschlossen. Die Kabel dürfen weder einander noch den Tisch berühren. Eine brennende Kerze unter den Elektroden macht die Luft besser leitend. An die Primärspule mit ca. 700Windungen wird 230V Wechselspannung angelegt. Beobachte den Weg des Funkens zwischen den Elektroden nach dem Schließen des Schalters. 58.1 Transformator in einem Umspannwerk 58.2 Hochspannungsleitungen  Arbeitsheft-Seite 29 Film y7xu8u Nu zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv