25 14 Der Dreiphasenwechselstrom In den Elektrizitätswerken sind meistens sogenannte Drehstromgeneratoren (three-phase induction generator) in Betrieb. Von ihnen werden gleichzeitig drei Wechselspannungen (sogenannte Phasen) erzeugt. Diese sind zueinander phasenverschoben, d. h. sie erreichen ihre Höchst- und Tiefstwerte nacheinander in gleichen Zeitabständen (Abb. 14.1). Der dadurch bewirkte Strom heißt daher Dreiphasenwechselstrom oder Drehstrom. Für die Weiterleitung des Dreiphasenwechselstroms wären an sich sechs Leitungen notwendig (jeweils eine Hin- und Rückleituung). Man kann aber mit vier Leitungen auskommen, wenn man die Spulen im Generator so wie in Abb.14.2 zusammenschaltet. Die von den drei Induktionsspulen wegführenden Leiter L1, L2, L3 heißen Außenleiter, der vom Sternpunkt wegführende gemeinsame Leiter N heißt Neutralleiter. Der Sternpunkt und damit der Neutralleiter sind geerdet. Bei einem Drehstromanschluss werden diese vier Leiter über einen Transformator als Freileitungen oder Erdkabel zur Steckdose geführt. Die Spannung zwischen einem Außenleiter und dem Neutralleiter und auch vom Außenleiter gegen Erde beträgt in der Steckdose 230 V. Zwischen zwei Außenleitern besteht eine Spannung von 400 V. Bei Drehstrom stehen daher zwei verschiedene Spannungen zur Verfügung. Der folgende Demonstrationsversuch zeigt den besonderen Vorteil des Drehstroms: Versuch: Drei Spulen werden wie in Abb.14.3 angeordnet und mit Dreiphasenwechselspannung aus einem Drehstromnetzgerät gespeist. Die drei Elektromagnete werden nacheinander von den einzelnen Phasen im Rhythmus der Wechselspannung erregt. Es entsteht ein magnetisches Drehfeld. Daher kommt auch die Bezeichnung Drehstrom. Bringst du eine Magnetnadel oder einen unmagnetischen Eisenring in dieses Feld, so beginnen sie zu rotieren. Auf dieser Tatsache beruht die Funktion eines Drehstrommotors. Dieser Elektromotor ist besonders einfach aufgebaut, sehr wirkungsvoll und wenig reparaturanfällig. Fast alle großen Elektromotoren sind Drehstrommotoren. U U 1 U1 U2 U3 120° 120° 120° 60° 120° 180° 240° 300° 360° 420° 480° Phasenverschiebung 14.1 Zeitlicher Verlauf der drei Phasen der Wechselspannungen eines Drehstromgenerators Welchen „Strom“ verwendest du zu Hause? 14.2 Prinzip eines Drehstromgenerators und eines Drehstrommotors L1 N L2 L3 Sternpunkt Die Spulen sind um 120° zueinander versetzt. 14.3 Drehstrommotor 14.1 Welche Leitungen sind bei Einphasenwechselstrom, welche bei Dreiphasenwechselstrom für einen Hausanschluss notwendig? 14.2 Manchmal spricht man umgangssprachlich von einem „Kraftstromanschluss“. Was ist damit gemeint? Du bist dran – zeige deine Kompetenz: In den Elektrizitätswerken wird Dreiphasenwechselspannung ins Netz gespeist. Die elektrische Energie wird mit drei Außenleitern und einem Neutralleiter übertragen. Nur z Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
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