96 18.2 Der „Stromkrieg“ Hochspannung und Stromnetz Für das Stromnetz sind Transformatoren extrem wichtig. Weil man nur beim Wechselstrom die Spannung rauf und runter transformieren kann, machte dieser im „Stromkrieg“ das Rennen. Freileitungen zum Transport des Stroms (B 18.19) haben Spannungen bis zu 380.000 V. Das ist natürlich extrem gefährlich! Begründe, wieso man das trotzdem macht. In B 18.20 siehst du zwei Freileitungen im Querschnitt. In beiden Fällen erfolgt die Leitung mit Hilfe von Aluminium! Warum nimmt man nicht Kupfer wie bei den Erdkabeln (B 15.20, S. 67)? Das leitet den Strom wesentlich besser! Begründe. B 18.20 Links: Herkömmliche Leitung mit Aluminiummantel und Eisenkern; Rechts: Moderne Variante mit Kern aus Karbon und Fiberglas; Der Durchmesser beträgt 4 cm. Am Land kann man immer wieder Türmchen sehen, aus denen Stromleitungen herauskommen. Was haben diese Häuschen für eine Aufgabe? Und was hat es mit den Leitungen auf sich? Erkläre. A 7 B 18.19 Freilandleitungen haben Spannungen bis 380.000 V. Warum baut man so etwas Gefährliches? A 8 B 18.21 Was ist das für ein Häuschen? A 9 Es ist aus heutiger Sicht kaum zu glauben, aber im Alltag spielte der elektrische Strom bis etwa 1880 fast keine Rolle. Dann aber erfand Thomas Edison eine langlebige Glühbirne, die die Gaslampen ersetzte. Er wollte dafür die USA flächendeckend mit Strom versorgen, setzte aber auf Gleichstrom. Sein großer Konkurrent war Nikola Tesla (B 16.22, S. 79), der allerdings ein Wechselstromsystem entwickelt hatte. Der wirtschaftliche Kampf zwischen diesen beiden Systemen ist heute als „Stromkrieg“ bekannt. Du weißt, dass letztlich der Wechselstrom gewonnen hat, weil dieser heutzutage aus allen Steckdosen kommt. Warum war das aber so? Weil man nur beim Wechselstrom die Spannung durch Transformatoren verändern kann, und das ist ganz wichtig für den Transport über große Strecken. Sehen wir uns dazu einen Modellversuch an (B 18.23). B 18.23 Modellversuche zur Hochspannungsleitung: Der Fall (c) entspricht dem System der Hochspannungsleitungen. Bei a wird ein Lämpchen mit passender Wechselspannung betrieben. Langweilig – aber jetzt kommt‘s! Wir schalten zwei hohe Widerstände dazwischen (b). Diese Widerstände entstehen bei sehr langen Überlandleitungen wie in B 18.19. Die Energie des Stroms geht nun in Form von Wärme verloren und die Lampe leuchtet nicht auf. Mit niedriger Spannung kann man also Geräte über große Distanzen nicht betreiben. Und jetzt kommt der Trick mit den Transformatoren. Wenn man nämlich die Spannung vorher rauf- und nachher wieder runtertransformiert (c), dann leuchtet die Lampe wieder. Höhere Spannung bedeutet also weniger Verlust in den Leitungen! Und genau aus diesem Grund gibt es die Hochspannungsleitungen. Ohne Hochspannung wäre es zu Hause dunkel! B 18.22 Thomas Alva Edison (1847–1931), einer der größten Erfinder aller Zeiten, mit seiner Glühlampe a b 10 V 500 500 500 N1=600 N2 =12.000 c 500 500 10V 10V 10V N2=12.000 N1=600 a b 10 V 500 500 500 N1=600 N2 =12.000 c 500 500 10V 10V 10V N2=12.000 N1=600 Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
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