| Autor |
Nachricht |
Lehramtsstudent
Anmeldungsdatum: 11.03.2018
Beiträge: 77
|
 Lehramtsstudent Verfasst am: 20. Mai 2020 04:18 Titel: Fließt Strom vom Verbraucher zum Kraftwerk zurück? |
 |
|
Hallo,
ich hatte heute ein Gespräch mit einem Physiker über Stromübertragung, und darauf über den Rückfluss des Stromes vom Verbraucher zum Kraftwerk.
Ich habe es ihm am Ende wie folgt erklärt, nach meinem Verständnis:
Angenommen, wir haben eine bereits vorhandene Ladungstrennung von positiven Ladungen, die isoliert von der Erde, aber verbunden mit dem Kabel zum Verbraucher "aufgehängt" sind. Gleichzeitig aber sind die Elektronen mit der Erde verbunden. Dies sehe ich hierbei nicht als willkürlich, sondern essenziell an: Ein Ladungsüberschuss ist mit dem Verbraucher verbunden, aber von der Erde isoliert, und für den umgekehrten Ladungsüberschuss muss exakt das Gegenteil gelten (von Verbraucher getrennt, aber mit Erde verbunden).
So kann nun die positive Ladung zum Verbraucher fließen und vom Verbraucher zurück zum Kraftwerk (wenn damit auch nicht exakt die gleichen Ladungsträger gemeint sind). Zurück zum Kraftwerk genau deswegen, weil dort ja die negativen Ladungsträger für ein negatives Ungleichgewicht sorgen.
Der Physiker ging, als ich ihn zuerst danach fragte, nicht davon aus, dass ein solcher Ladungsüberschuss existieren muss, damit "Ladung zurück zum Kraftwerk" fließt. Als ich ihm meine Erklärung vorlegte, sagte er dazu direkt nichts mehr, aber dafür, dass das viel zu vereinfacht sei, und ich hier nicht auseinanderhalten würde, was statisch ist (Ladungstrennung) und was dynamisch (Vorgang der Ladungstrennung, der Strom zum Verbraucher etc.).
Ich fragte vergeblich, warum genau er das jetzt für diese grundlegende Betrachtung für wichtig hielt. Es ist ja klar, dass es in der Realität etwas komplizierter ist, aber ich wollte einfach nur ganz schematisch modellieren, wie so ein Stromkreis aussieht.
Eure Meinung dazu würde mich interessieren! |
|
 |
ML
Anmeldungsdatum: 17.04.2013
Beiträge: 3399
|
| ML Verfasst am: 20. Mai 2020 08:48 Titel: Re: Fließt Strom vom Verbraucher zum Kraftwerk zurück? |
|
|
Hallo,
zunächst: Der Stromkreis ist geschlossen.
Bei Induktion (Flussdichteänderung) irgendwo im Stromkreis brauchst Du keinen Ladungsüberschuss, um den Stromkreis anzutreiben. Das Standardexperiment hierzu ist der Thomson'sche Ringversuch.
Trotzdem spielt auch bei den meisten induktionsgetriebenen Vorgängen die E-Feld-Entstehung durch Ladungsansammlung eine Rolle, da die Flussdichteänderungen und die Widerstände nicht gleichmäßig verteilt sind.
Insofern ist Deine Vorstellung brauchbar. Für mich ist sie aber trotzdem ein wenig wirr, weil Du den Strom über die Erde laufen lassen willst.
Im symmetrischen Dreiphasensystem fließt der gesamte "Rückstrom" über die anderen Phasen. Im unsymmetrischen Dreiphasensystem fließt der "Rückstrom" überwiegend durch den Neutralleiter.
Viele Grüße
Michael |
|
|
Nobby1
Anmeldungsdatum: 19.08.2019
Beiträge: 1548
|
| Nobby1 Verfasst am: 20. Mai 2020 09:54 Titel: |
|
|
|
Zusätzlich: Den gesammten Strom über das Erdreich rückzuleiten macht auch wenig Sinn, da der Widerstand Erde>>>>>>Kupfer/ Aluminium ist. Die Verluste wären zu hoch.Aus Sicherheitsgründen ist der Sternpunkt des Transformators aber geerdet, den wir im Niederspannungsnetz 400/ 230 V haben. In Hoch- und Höchstspannungs Netz werden meistens die Spulen im Dreieck geschaltet und es gibt keinen Sternpunkt. Der Strom fliesst so wie von ML beschrieben über die drei Phasen. |
|
|
ML
Anmeldungsdatum: 17.04.2013
Beiträge: 3399
|
| ML Verfasst am: 20. Mai 2020 12:36 Titel: |
|
|
Hallo,
| Nobby1 hat Folgendes geschrieben: | Zusätzlich: Den gesammten Strom über das Erdreich rückzuleiten macht auch wenig Sinn, da der Widerstand Erde>>>>>>Kupfer/ Aluminium ist. Die Verluste wären zu hoch.
|
technisch ist das wahrscheinlich schon machbar. Für den Schutzleiter, der im Zweifel den kompletten Strom übernehmen muss, geht es ja auch:
https://de.wikipedia.org/wiki/TT-System
Der Grund ist, dass die Erde ja auch eine große Querschnittsfläche hat.
Es muss wohl andere Nachteile haben, wobei ich aber nicht weiß, welcher der wichtigste ist (z. B. ökologische Aspekte, Kosten).
Viele Grüße
Michael |
|
|
Nobby1
Anmeldungsdatum: 19.08.2019
Beiträge: 1548
|
| Nobby1 Verfasst am: 20. Mai 2020 17:24 Titel: |
|
|
| Zitat: | | Für den Schutzleiter, der im Zweifel den kompletten Strom übernehmen muss, geht es ja auch: |
Vermutlich noch nie einen Schaltkasten beim Aufbau oder bei einer Reparaturen offen gesehen Oder die so genannten Baustromkästen mit Erdungsspiess versehen. Da findet man irgendwo immer, das PE mit N gebrückt sind. Da fliesst immer irgend ein Strom über Kupfer aber nicht den ganzen Weg durch das Erdreich.
http://www.saa-online.de/anschluss-von-baustromverteilern.html |
|
|
ML
Anmeldungsdatum: 17.04.2013
Beiträge: 3399
|
| ML Verfasst am: 21. Mai 2020 00:06 Titel: |
|
|
Hallo,
| Nobby1 hat Folgendes geschrieben: | | Zitat: | | Für den Schutzleiter, der im Zweifel den kompletten Strom übernehmen muss, geht es ja auch: |
Vermutlich noch nie einen Schaltkasten beim Aufbau oder bei einer Reparaturen offen gesehen |
Ich spreche von einem ordentlich installierten TT-Netz mit einem Anlagenerder für ein komplettes Wohnhaus, wie es in etlichen Ländern noch standardmäßig zum Einsatz kommt und nicht von einem Baustromverteiler.
Viele Grüße
Michael
Zuletzt bearbeitet von ML am 21. Mai 2020 00:20, insgesamt einmal bearbeitet |
|
|
Nobby1
Anmeldungsdatum: 19.08.2019
Beiträge: 1548
|
| Nobby1 Verfasst am: 21. Mai 2020 00:13 Titel: |
|
|
Der Baustromverteiler war nur ein Beispiel.
Wie gross ist die Leitfähigkeit von Sand , Erde, etc. gegenüber einem Kupfer- oder Aluminiumleiter?
Da fliesst kein Strom kilometerweit vom Verbraucher zurück zum Kraftwerk auch nicht be einem Kurz- oder Erdschluss. |
|
|
ML
Anmeldungsdatum: 17.04.2013
Beiträge: 3399
|
| ML Verfasst am: 21. Mai 2020 00:45 Titel: |
|
|
Hallo,
| Nobby1 hat Folgendes geschrieben: | | Der Baustromverteiler war nur ein Beispiel. |
Ja, aber ein schlechtes.
| Zitat: | Wie gross ist die Leitfähigkeit von Sand , Erde, etc. gegenüber einem Kupfer- oder Aluminiumleiter?
|
rho ist groß. Aber weil die Querschnittsfläche groß ist, geht der Widerstand gemäß R = rho * L /A runter. Problematisch ist vor allem der Ort der Einspeisung (Kontakt Erder/Erdreich). Kleine Erdungswiderstände sind nicht ohne Aufwand zu erreichen. Glücklicherweise ist der Erdungsstab eines 0815-Baustromverteilers hier aber nicht der Goldstandard.
| Zitat: |
Da fliesst kein Strom kilometerweit vom Verbraucher zurück zum Kraftwerk auch nicht be einem Kurz- oder Erdschluss. |
Schau mal, das ist mal ne richtige Erdung. Hier wird die Erde als ganz normaler stromführender Leiter verwendet, nicht nur als Schutzleiter:
Durchmesser des Erders: 3,25 km (auf einer der beiden Seiten)
Übertragungsstecke: 1362 km.
https://de.wikipedia.org/wiki/Pacific_DC_Intertie
Bei einer normalen Hausstromversorgung mit TT-Netz muss nur die Strecke von der Trafostation (Übergang Mittelspannungsnetz/Niederspannungsnetz) zum Verbraucher überbrückt werden. Das Kraftwerk kann dabei irgendwo stehen. Man nutzt die Erde hier aber nur im Fehlerfall.
Viele Grüße
Michael |
|
|
Lehramtsstudent
Anmeldungsdatum: 11.03.2018
Beiträge: 77
|
| Lehramtsstudent Verfasst am: 22. Mai 2020 00:12 Titel: |
|
|
Ah, okay, ich verstehe, wo das Missverständnis lag: Natürlich braucht man die Erde nicht, wenn man Wechselstrom hat, aber dann braucht man halt doch ein rückführendes Kabel oder ähnliches, um den Stromkreis zu schließen. Trotzdem ist meine Vorstellung ja nicht falsch, wenn die Stromerzeugung elektrostatisch wäre, dass man dann die eine Ladung von der Erde isolieren und die andere (entgegengesetzte Ladungsmenge) mit der Erde verbinden müsste.
Die Erde ist eigentlich gut leitend, sie ist feucht und hat eine große Querschnittsfläche und damit einen geringen Widerstand.
Es gibt doch auch Gleichstromleitungen, die (ohne Abschirmung) unter Wasser laufen. |
|
|
|
Registrieren
Login
FAQ
Suchen
