126 Ein Gleichstrommotor läuft nicht mit Wechselstrom, weil er bei jeder Umpolung ja auch die Laufrichtung ändert. Der Rotor würde also nur vor sich hin vibrieren. Umgekehrt kann man aber einen Wechselstrommotor mit Gleichstrom betreiben, weil sowohl Rotor als auch Stator Elektromagnete sind und durch den Strom immer richtig gepolt werden. Man nennt solche Motoren daher auch Allstrommotor. Die Feder dreht eine ungleichmäßig verteilte Masse, die die Vibrationen verursacht. Nach genau dieser Methode funktioniert der Vibrationsmotor in einem Handy (B 17.26, S. 88). Kapitel 18 und A 27 Alle Farbdisplays bestehen aus hunderttausenden roten, grünen und blauen Leuchtpunkten. Diese sind so winzig, dass du sie einzeln kaum wahrnehmen kannst. Man kann diese Punkte aber nicht nur ein oder ausschalten, sondern auch ihre Helligkeit verändern. Auf diese Weise kannst du jede beliebige Farbe erzeugen, auch weiß, wenn alle Punkte mit voller Helligkeit leuchten. Die Tröpfchen in B 18.54, S. 104 wirken wie kleine Lupen und vergrößern den Bildschirm dahinter. Deshalb kannst du die einzelnen Farbpunkte erkennen. Wenn du die Pole der Batterie auf Stahlwolle drückst, dann erzeugst du einen Kurzschluss. Der elektrische Strom erzeugt in diesem Fall so viel Wärme, dass die Stahlwolle glüht und dann – verblüffender Weise – sogar zu brennen beginnt. AC ist die Abkürzung für alternating current, also für Wechselstrom. DC ist die Abkürzung für direct current (Gleichstrom). Der Bandname bedeutet also „Wechselstrom/Gleichstrom“, und ist eine Anspielung auf die „stromgeladene“ Hardrock-Musik. Auch wenn kein Gerät dranhängt, wird ein Netzteil immer warm. Was bedeutet das? Dass Stromenergie aus dem Netz abgezapft und in Form von Wärme verloren geht! Es ist zwar nicht viel, aber es ist ähnlich wie bei einem tropfenden Wasserhahn. Und weil auch Kleinvieh Mist macht: Stecker raus! Der Wechselstrom mit 230V wird durch Trafo und Gleichrichter in 12V Gleichstrom umgewandelt. Die beiden Streifen der Rennbahn sind mit jeweils einem Pol verbunden. Das Auto hat zwei Schleifkontakte, die je einen der beiden Streifen berühren. Im Handgriff befindet sich ein veränderlicher Widerstand, der den Stromfluss reguliert: Je größer der Widerstand, desto kleiner der Stromfluss, desto langsamer das Auto und umgekehrt. Die Sache ist ein wenig knifflig, und du wirst das in der Oberstufe noch genauer lernen. Hier gibt es einmal einen Crashkurs. Der Generator, den du in B 17.44 (S. 91) sehen kannst, hat außen drei Spulen, und jede erzeugt Wechselstrom. Die Höchst- und Tiefstwerte sind aber zeitlich versetzt. So etwas nennt man Dreiphasenwechselstrom oder kurz Drehstrom. Das siehst du in B 20.14. Eine normale Steckdose kombiniert jeweils einen dieser Leiter und einen sogenannten Nullleiter, der elektrisch neutral ist. Dadurch kommst du im Schnitt auf 230V. Bei Starkstrom hängt man sich A 29 A 30 A 25 B 20.13 Farbdisplay in Vergrößerung. Es sind die roten, grünen und blauen Pixel zu erkennen. In Summe ergeben sie weiß. A 30 A 35 A 36 A 37 A 38 aber zwischen zwei Leiter, und kommt somit im Schnitt auf etwa 400V. Das nennt man Starkstrom, und damit werden E-Herde oder große elektrische Geräte betrieben. Die in B 20.14 dargestellte Schaltung nennt man Dreiecksschaltung. B 20.15 Eine sogenannte Dreieckschaltung, mit der man auf 400V kommt Generatoren für das Stromnetz erzeugen Dreiphasenstrom, und haben deshalb auch drei Leitungsausgänge. Auch bei den Fernleitungen gibt es aus demselben Grund immer drei, sechs oder neun stromführende Kabel. Am Zielort kann man dadurch dann auch Starkstrom entnehmen, wenn man zwei Leiter miteinander kombiniert. Aus P = U ∙ I folgt I = P/U. Die Spannung im Haushaltsnetz beträgt U = 230V. Wenn ein Gerät zum Beispiel eine Leistung von P = 230W hat, dann fließt 230W/230V = 1 A durch dieses. Wenn das Backrohr mit 3000W heizt, dann fließt gerade 3000W/230V = 13 A. Wenn zwei Stoffe mit unterschiedlich starker Wärmeausdehnung miteinander verbunden sind (etwa Papier und Alufolie beim Kaugummipapier) krümmen sie sich bei Temperaturveränderungen (B 20.16). Diesen Effekt nutzt man zum Beispiel beim Bügeleisen (B 18.63) und beim Toaster aus (B 18.64; beide S. 106). Wenn man weißes Licht aufspaltet, erhält man ein Spektrum mit allen Farben. Das bedeutet umgekehrt, dass beim Vereinigen aller Farben wieder weiß herauskommt. Aber man braucht nicht einmal das ganze Spektrum dazu. Wenn ein rotes, ein grünes und ein blaues Licht gleichzeitig leuchten, hast du aus einiger Entfernung den Eindruck von weißem Licht (siehe B 20.13). Das liegt daran, dass es in deiner Netzhaut für das Farbsehen drei Typen von Zäpfchen gibt, die jeweils auf eine dieser Farben ansprechen. Wenn an einer Stelle der Netzhaut alle drei Typen gereizt werden, dann empfindest du das als weiß. Das nutzt man bei Fernsehern und Monitoren aus, beim Handydisplay und bei Videowalls. Kurz: du bekommst den Eindruck weiß, wenn das ganze Spektrum da ist. Du bekommst aber auch den Eindruck weiß, wenn du nur rot, grün und blau siehst und der Zwischenraum weg ist. Und deshalb erscheinen beide Spektren in B 18.79 weiß. L1 L2 400 V 230 V L3 N A 39 A 40 B 20.16 Ein Bimetallstreifen A 41 A 43 U 1 U 2 U 3 60º 120º 180º 240º 300º 360º B 20.14 Dreiphasenwechselstrom oder kurz Drehstrom Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
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