Wechselstrom hat sich in der Stromversorgung seit Beginn des 20. Jahrhunderts weltweit durchgesetzt. Sein Vorteil: Die angelegte Spannung lässt sich mittels eines Transformators flexibel und verlustarm erhöhen und vermindern. Diese Möglichkeit ist für den Betrieb des Stromnetzes entscheidend.
Was ist der Vorteil von Wechselstrom gegenüber Gleichstrom?
Der Vorteil des Wechselstroms ist, dass die Stromspannung mithilfe von Transformatoren relativ einfach verändert werden kann. Wechselstrom wird also eingesetzt, um die Bevölkerung tagtäglich mit Strom zu versorgen!
Warum brauchen manche Geräte Wechselstrom?
Der große Vorteil von Wechselspannung bzw. Wechselstrom ist die Möglichkeit der Transformierung. Mit zwei Spulen auf einem Eisenkern (Transformator) kann eine Wechselspannung mit z.B.230 V problemlos in 12 V Wechselspannung gewandelt werden.
Wann brauche ich Wechselstrom?
Was die Welt bewegt Warum gibt es Wechselstrom? – Düsseldorf (RP). Warum kommt aus der Steckdose Wechselstrom und kein Gleichstrom, wo doch für viele Geräte separate Netzteile verwendet werden müssen, um daraus Gleichstrom zu machen? 02.07.2010, 10:52 Uhr Muss elektrische Energie über große Entfernungen übertragen werden, wird Wechselstrom eingesetzt.
Foto: ddp, ddp Die ersten Spannungsquellen waren Batterien. Und die lieferten nur Gleichspannung. Wirtschaftlich interessant wurde die elektrische Energie erst, als diese in Kraftwerken aus anderen Energiearten mit Hilfe von Generatoren hergestellt werden konnte. Generatoren erzeugen im Regelfall Wechselspannung.
Dafür gaben die unübersehbaren Vorteile des Wechselstromes den Ausschlag: Muss elektrische Energie über große Entfernungen übertragen werden, wird Wechselstrom eingesetzt, weil dieser sich einfach auf hohe Spannungen transformieren lässt. Mit Gleichstrom funktioniert das nicht.
- Für die Höhe der Spannung, die man benötigt, um elektrische Energie wirtschaftlich sinnvoll über eine größere Strecke zu transportieren, gibt es eine Faustregel: Pro Kilometer Leitung muss die Spannung ein Kilovolt (1000 Volt) betragen.
- Raftwerke liefern eine Spannung von sechs bis 21 Kilovolt.
- Das heißt, dass der Strom nur über eine Strecke von sechs bis maximal 21 Kilometer transportiert werden könnte.
Bei längeren Strecken wären die Verluste zu groß. Daher wird die Spannung auf bis zu 380.000 Volt hochtransformiert. So kann die elektrische Energie mit geringen Verlusten über 380 Kilometern übertragen werden und wird dann in den Trafohäuschen für die Verbraucher auf die übliche Netzspannung von 230 Volt heruntertransformiert.
Was ist der Nachteil von Gleichstrom?
Gleichstrom: Chancen für Industrie, Energiewende, Elektromobilität und das eigene Zuhause Fließrichtung der Elektronen und Schaltzeichen von Gleich- und Wechselstrom | DKE Gleichstrom bedeutet, dass Strom immer konstant in die gleiche Richtung fließt – Elektronen bewegen sich durch einen elektrischen Leiter vom Minus- zum Pluspol.
- Beim Gleichstrom ist die Stromstärke über den Zeitverlauf konstant.
- In einem Diagramm wird diese konstante Fließrichtung als eine Linie abgebildet.
- Beim Wechselstrom hingegen ändert sich jedoch die Fließrichtung der Elektronen regelmäßig vom Minus- zum Pluspol und retour.
- Diese Umpolung geschieht in den europäischen Stromnetzen rund 100 Mal pro Sekunde, also 50 Mal in jede Richtung, was 50 Hertz entspricht.
Diese wechselnde Polarität erscheint in einem Diagramm als eine Sinuskurve. Die englische Bezeichnung für Gleichstrom ist DC und steht für „Direct Current”. Wechselstrom wird mit der Bezeichnung AC für „Alternating Current” abgekürzt. Ein wesentlicher Unterschied von Wechselstrom zu Gleichstrom ist die einfache Unterbrechung des Stromflusses,
Durch die Umpolung endet der Stromfluss, sobald der Stecker gezogen oder der Schalter umgelegt wird, bereits nach wenigen Millisekunden. Bei Gleichstrom hingegen wird dies beispielsweise beim Ziehen eines Steckers unter Last problematisch. Durch den fehlenden Nulldurchgang kann ein entstehen, der im schlimmsten Fall zu einem Brand führt.
Ein weiterer Unterschied betrifft die Loslassschwelle, Diese beschreibt bei Wechselstrom den Zeitpunkt, ab dem – aufgrund der Verkrampfung der Muskeln – ein Loslassen des stromführenden Teiles für den Menschen nicht mehr möglich ist. Ob es eine solche Loslassschwelle bei Gleichstrom ebenfalls gibt und wenn ja, wo diese liegt, ist noch nicht erforscht.
Unabhängig von der Loslassschwelle kann es bei Gleich- und Wechselstrom in Abhängigkeit der Stromstärke, der Dauer der Berührung und der Größe der Berührungsfläche zu Herzkammerflimmern und im schlimmsten Fall zu Herz- und Atemstillstand, Verbrennungen sowie Zellschäden kommen, die auch erst Tage später ebenfalls zum Tod führen können.
Die Umwandlung von Wechselstrom in Gleichstrom übernehmen Gleichrichter, Computer, Kleingeräte wie Telefone, Radios und Fernsehgeräte sowie LED-Leuchtmittel und viele Kleinelektromotoren arbeiten mit Gleichstrom. Im Netzteil wird der Wechselstrom per Gleichrichter der Wechselstrom umgewandelt.
Dabei entstehen Wärme und ein Verlust der Primärenergie. Besonders ärgerlich ist dieser Umwandlungsverlust bei der Stromerzeugung mit erneuerbaren Energien. Photovoltaikanlagen erzeugen Gleichstrom. Um diesen in die bestehenden Stromnetze einzuspeisen, wird er durch Wechselrichter konvertiert. Auch hierbei geht jedes Mal Energie verloren.
Nicht zuletzt aus diesem Grund wird seit einigen Jahren diskutiert, lokale Gleichstromnetze beispielsweise für die Industrie, Rechenzentren sowie in großen Gebäuden mit Photovoltaikanlagen aufzubauen. In Entwicklungsländern entstehen gleichzeitig immer mehr Gleichstrom-Mini-Stromnetze, die mit einer Kombination aus Sonnen-, Wasser- oder Windenergie und Energiespeicherung in Batterien betrieben werden.
Diese einfachen und kostengünstigen Technologien könnten die weit verbreiteten Dieselgeneratoren ablösen. Und sie könnten damit rund 800 Millionen Menschen endlich einen Zugang zu einer stabilen Stromversorgung verschaffen. Mit der technischen Spezifikation unterstützt das Expertengremium die Planer und Erbauer in Entwicklungsländern bei der Errichtung einfacher und sicherer Gleichstromsysteme.
Die deutsche Fassung (VDE V 0114-200-102) „Anwendungsrichtlinien für Niederspannungs-Gleichstrom- Anlagen, die nicht vorgesehen sind, an die öffentlichen Versorgung angeschlossen zu werden” richtet sich in erster Linie an die Betreiber von privaten Anlagen wie beispielsweise Almhütten. meboonstudio / stock.adobe.com Mini-PV-Anlagen: Normung für steckerfertige Erzeugungsanlagen Eigentlich sind sie eine gute Sache: Steckerfertige Photovoltaik (PV)-Anlagen, auch bekannt unter den Begriffen „Balkon-PV” oder „Mini-PV”. Diese für den Hausgebrauch konzipierten PV-Anlagen ermöglichen auch Mietern, Strom aus Solarenergie in das Hausnetz einzuspeisen und den selbst erzeugten Strom direkt zu nutzen.
Warum schmücken sie dann aber nicht Deutschlands Balkone? Ein ähnlicher „Stromkrieg” wie zwischen Edison und Westinghouse spielte sich auch in Europa ab, wenn auch etwas zivilisierter. Wechselstrom schien damals aufgrund der Mehrphasen-Wechselstrommotoren und Generatoren sowie der einfacheren Transformation für die Stromübertragung über große Entfernungen insgesamt besser geeignet zu sein als Gleichstrom.
Allerdings geht bei der Stromübertragung ein Teil der Primärenergie in Wärme verloren. Der Grund dafür liegt im Ohm’schen Leitungswiderstand. Zudem entsteht durch induktive und kapazitive Widerstände bei Wechselstrom sogenannte Blindleistung. Dieser Verlust an Primärenergie wird ausgeglichen durch Hochspannung und Transformatoren, die in regelmäßigen Abständen entlang einer Überlandleitung stehen müssen.
Im europäischen Stromnetz wird der Strom für den Transport über große Entfernungen auf 380 Kilovolt transformiert. In Umspannwerken wird die elektrische Spannung auf dem Weg zum Verbraucher auf 380 Volt als dreiphasiger Drehstrom oder 230 Volt als zweiphasiger Wechselstrom reduziert. Anfang des 20. Jahrhunderts gelang die Durchleitung von Gleichstrom über weite Entfernungen – und das sogar ohne Transformatoren.
Gleichzeitig sind die Verluste bei der Gleichstromübertragung deutlich geringer, da hierbei keine kapazitiven und induktiven Widerstände entstehen. Wesentliche Nachteile auf der anderen Seite sind der enorme Aufwand und die hohen Kosten für die Erzeugung einer hohen Gleichspannung und die Konvertierung durch Wechselrichter von Gleich- zu Wechselstrom. Coloures-Pic / stock.adobe.com Mit dem DKE Newsletter sind Sie immer am Puls der Zeit! In unserem monatlich erscheinenden Newsletter,
fassen wir die wichtigsten Entwicklungen in der Normung kurz zusammenberichten wir über aktuelle Arbeitsergebnisse, Publikationen und Entwürfeinformieren wir Sie bereits frühzeitig über zukünftige Veranstaltungen
Solarzellen produzieren Gleichstrom. Betreiber von Photovoltaikanlagen und müssen daher vor dem Einspeisen ihres Stroms ins öffentliche Stromnetz einen Wechselrichter einsetzen. Die Wechselspannung brauchen Betreiber natürlich auch für ihre eigene Hausstromversorgung mit 230 Volt.
Diese wird dann in den meisten Geräte im Haus wieder in Gleichspannung umgewandelt. Soll dann das eigene Elektroauto an der Wallbox mit Strom betankt werden, wird der Wechselstrom mittels Gleichrichter wieder in Gleichstrom umgewandelt, denn Batterien arbeiten nur mit Gleichstrom. In den meisten E-Autos sorgen wiederum moderne Drehstrommotoren für den Vortrieb.
Durch diese mehrfachen Umwandlungsprozesse können sich die Verluste zu einem beträchtlichen Volumen addieren. Durch ein Gleichstromhausnetz im ließen sich diese Umwandlungsverluste minimieren. Zudem entfielen bei vielen Endgeräten die Bauteile für die AC-DC-Wandler. Herr Loeffler / stock.adobe.com Vor dem Hintergrund, dass Elektrofahrzeuge auch gleichzeitig als Energiespeicher genutzt werden, um überschüssige Energie, beispielsweise aus der heimischen Solaranlage, zwischenzuspeichern, können Smart Homes künftig einen wichtigen Beitrag in lokalen Stromnetzen leisten.
Eine Vernetzung der Systeme von Strom sowie Informations- und Kommunikationstechnologien (IKT) innerhalb und außerhalb von Gebäuden ist dafür zwingende Voraussetzung. Die eigene Ladesäule im heimischen Carport müsste beispielsweise um lokale Batteriespeicher ergänzt werden und in einem solchen Smart Grid (intelligentes Netz) integriert sein.
Damit dies künftig funktioniert, bietet DKE allen interessierten Fachkreisen eine gemeinsame Plattform für weitere Normungsvorhaben. Es gilt, Automobiltechnik und Elektrotechnik, Energietechnik sowie IKT in die zu integrieren und die getrennten Domänen zusammenzuführen.
Auf diese Weise wären vollkommen neue Geschäfts- und Wertschöpfungsmodelle denkbar sowie eine deutliche Steigerung der Energieeffizienz, In der nationalen und internationalen Normung passiert im Hinblick bereits sehr viel. Verantwortlich hierfür ist IEC/TC 57 () mit seiner Arbeit rund um Einrichtungen und Systeme der Stationsautomatisierung und der Netzleittechnik einschließlich dezentraler Strukturen.
Kurz: Das Expertengremium schafft die Grundlagen für ein zukünftiges Smart Grid und deckt mit den Normen (Datenmodelle), (CIM) und (Cybersecurity) wesentliche Aspekte ab. Energieeffizienz ist im Rahmen der Energiewende ein wesentlicher Treiber für Projekte von Gleichstromanwendungen.
Vor allem größere Stromverbraucher werden von Gleichstromnetzen profitieren. Weit fortgeschritten sind Projekte, komplette Rechenzentren mit Gleichstrom einzurichten. Praktisch alle Komponenten wie Server, Datenspeichersysteme und Switches benötigen Gleichstrom. Auch die unterbrechungsfreie Stromversorgung über Batterien und Notstromaggregate arbeitet mit Gleichstrom.
In bisherigen Rechenzentren mit Wechselstrom befindet sich aber an jedem dieser Bauteile ein Netzteil mit Gleichrichter. Es entsteht so viel Wärme, dass diese mit Klimatechnik abgeführt werden muss. Auch in der Industrie nimmt die Gleichstromdebatte Fahrt auf: Für die Vernetzung der Produktion und die Automatisierung werden ohnehin IKT-Technologien eingesetzt, die Gleichstrom benötigen. Tomasz Zajda / stock.adobe.com Ladeinfrastruktur E-Mobilität: Der technische Leitfaden für Installation und Betrieb in der Praxis Was ist bei der Planung, Errichtung und dem Betrieb einer Ladeinfrastruktur zu beachten und welche Normen und Vorschriften sind hierbei von Bedeutung? Und welche Rolle spielen zukünftig intelligente Stromnetze und das induktive Laden? Antworten auf diese und weitere Fragen gibt die für die Ladeinfrastruktur der Elektromobilität – ein Projekt von DKE, BDEW, ZVEH, ZVEI, VDE FNN und VDA.
- Aufgrund des zunehmenden Wachstums an Gleichstromanwendungen ist es wichtig, die Nutzung im Hinblick auf Sicherheitsaspekte zu betrachten.
- Ein Aspekt, der in diesem Kontext eine zentrale Rolle spielt, ist die Tatsache, dass viele der neuen Gleichstromanwendungen nicht ausschließlich von Fachkräften bedient werden, sondern auch von Laien.
In der Normung beschäftigen sich Expertengremien – zum Beispiel – daher unter anderem mit Fragen wie:
Wie sicher oder gefährlich ist Gleichstrom im Gegensatz zu Wechselstrom eigentlich?Reichen die bereits genormten (Wechselstrom-)Schutzkonzepte für Gleichstromanwendungen ggfs. aus?Und wenn nicht, wie müssen diese aussehen?
Um diesen Fragen nachzugehen, müssen viele Festlegungen, die für Wechselstrom getroffen und auf den Gleichstrom übertragen wurden (Spannungsgrenzen, Abschaltzeiten), überprüft werden, denn sie bauen aufeinander auf und bilden die Basis für diese Konzepte.
- Bei Verwendung der Schutzmaßnahme „Schutz durch automatische Abschaltung der Stromversorgung” nach Abschnitt 411 wird bei einer Nennspannung zwischen 400V DC und 1500V DC derzeit die Abschaltung innerhalb von 0,1 Sekunde gefordert.
- Immer mehr neue Anwendungen entstehen in diesem Spannungsbereich und machen eine Anpassung der zulässigen Abschaltzeiten erforderlich.
Das Expertengremium DKE/AK 221.6.3 bemüht sich derzeit darum, die Ergebnisse wissenschaftlicher Arbeiten unter Einbeziehung neuer Studien zu bewerten und Empfehlungen abzuleiten. Dafür steht es im regelmäßigen Austausch mit internationalen Forschern und Forscherinnen aus Österreich und den USA.
- Ziel der Forschung ist es, neue Erkenntnisse darüber zu gewinnen, wie sich Gleichstrom auf den menschlichen Körper auswirkt.
- Es könnte beispielsweise sein, dass bei höheren Spannungen kürzere Abschaltzeiten zu erwarten sind.
- Dies würde neue Anforderungen für Produkte und Anwendungen bedingen.
- Ein internationaler Austausch ist auch deshalb erforderlich, weil entsprechende Förderprojekte und Fördermaßnahmen in Deutschland bislang noch fehlen.
Um den weiteren Einzug von Gleichstrom zu fördern und Fachleute zu unterstützen, die mit elektrischen Anlagen vertraut sind und die Besonderheiten von Gleichstrominstallationen kennenlernen wollen, wird in einer Projektgruppe ein Leitfaden in Form der VDE SPEC 90024 erarbeitet, der die Planung, Errichtung, Prüfung und den Betrieb elektrischer Anlagen und Gleichstromnetze im Niederspannungsbereich bis 1 500 V DC beschreibt.
Mit dem Leitfaden zur Umsetzung von Schutzmaßnahmen in DC-Niederspannungsinstallationen soll allen Fachleuten ein Dokument an die Hand gegeben werden, das aufzeigt, welche Lösungen und Betriebsmittel für Gleichstromanwendungen bereits existieren und welche Normen an welcher Stelle greifen und anzuwenden sind.
Hierbei werden zunächst die Anforderungen anhand der Anwendung beschrieben, anschließend die daraus resultierenden Anforderungen an die Betriebsmittel. DKE/UK 221.6 Niederspannungsgleichstromverteilnetze Das Expertengremium koordiniert Normungsprojekte verschiedener Technischer Komitees sowie des Systemkomitees LVDC, insbesondere unter dem Aspekt bereits existierender Schutzmaßnahmen für Wechselstrom-Systeme.
Bis flächendeckende Gleichstromanwendungen umgesetzt sind, wird noch einige Zeit vergehen. Aktuell laufende Projekte in Industrie, Rechenzentren und in der Gebäudetechnik bauen zwar auf gültigen Normen für Gleichstrom auf, sind aber häufig noch nicht für neue und zukünftige Anwendungen und den dafür anvisierten Spannungsbereich ausgelegt.
So vernachlässigen einige innovative Gleichstrominstallationen beispielsweise Sicherheitskonzepte oder entwickeln eigene Sicherheitskonzepte, die noch nicht auf normativen Grundlagen aufbauen. Aus dem Grund bietet DKE als nationale Normungsorganisation allen interessierten Fachkreisen eine gemeinsame Plattform für die Bearbeitung bestehender sowie die Erarbeitung neuer Normungsvorhaben an.
- Aus den gemeinsamen Aktivitäten ist unter anderem die zweite Version der deutschen Normungsroadmap „” hervorgegangen.
- Wesentliches Ziel einer jeden Normungsroadmap ist, den aktuellen Stand der Normenlage zu einem übergreifenden Thema darzustellen, Normenlücken zu identifizieren und Handlungsempfehlungen an die Normungsgremien zu geben.
In der Normungsroadmap „Gleichstrom im Niederspannungsbereich” werden daher beispielsweise folgende Aspekte beschrieben:
Handlungsempfehlungen wie das Setzen von Produktstandards mit Schutzeinrichtung für Fehlerstrom und,die Anwendung von harmonisierten EMV-Normen auf Gleichspannungs-Betriebsmittel unddie getrennte Verlegung von AC- und DC-Stromkreisen.
Nur mit zukunftsweisenden Normen und Standards für den sicheren Umgang mit Gleichstrom werden Industrie, Energiewende und Elektromobilität das hohe Potenzial der Energieeffizienz durch entsprechende Anwendungsmöglichkeiten ausschöpfen können. Redaktioneller Hinweis: Die im Text aufgeführten Normen können Sie im VDE VERLAG erwerben.
Was ist der Nachteil von Wechselstrom?
Warum die Fulda-Main-Leitung Wechselstrom transportiert Wechselstrom ändert regelmäßig seine Fließrichtung. Wie oft er das macht, wird durch seine Frequenz (in Hertz) angegeben. In Europa sind es im öffentlichen Stromnetz 50 Hertz. Das heißt, die Stromrichtung ändert sich 100-mal pro Sekunde, 50-mal in jede Richtung.
- Ein entscheidender Vorteil von Wechselstrom: Mit Hilfe von Transformatoren lässt er sich verhältnismäßig einfach in verschiedene Spannungsebenen umwandeln.Das führt dazu, dass unser Wechselstromnetz eng miteinander vermascht ist.
- An jeder beliebigen Stelle im Netz ist eine Ein- oder Ausspeisung von Energie möglich.
Dadurch kann eine flächendeckende Stromversorgung sichergestellt werden. Allerdings hat Wechselstrom auch einen Nachteil: Die Übertragungsverluste über lange Distanzen sind deutlich höher als bei vergleichbaren Gleichstromverbindungen. Aus ökonomischen und ökologischen Gründen haben sich daher Höchstspannungs-Gleichstrom-Leitungen (HGÜ) für die Energieübertragung über sehr große Entfernungen etabliert.
Gleichstromleitungen können allerdings nur als Punkt-zu-Punkt-Leitungen (ohne Abzweigungen bzw. Vermaschung mit dem Stromnetz) gebaut werden. An den beiden Endpunkten einer Leitung benötigt es zudem sogenannte Konverter, die den Gleichstrom wieder in Wechselstrom umwandeln. Aus wirtschaftlichen Gründen eignen sich Gleichstromleitungen daher nur für die Stromübertragung über sehr große Distanzen.
Aufgrund der verhältnismäßig kurzen Strecken zwischen den drei Netzverknüpfungspunkten Mecklar, Dipperz und Bergrheinfeld/West wird die Fulda-Main-Leitung als Wechselstromleitung gebaut.
Warum Gleichstrom gefährlicher?
1 Wirkung auf den menschlichen Krper – Fliet ein Strom durch den menschlichen Krper, z.B. beim Berhren eines unter Spannung stehenden Leiters, knnen sich die Muskeln verkrampfen. Die verunglckte Person ist dann unfhig, die Berhrungsstelle wieder loszulassen. EKG – Normal EKG – Herzkammerflimmern Aus Erfahrung wei man, dass Stromstrken ab 50 mA (Wechselstrom)/120 mA (Gleichstrom) lebensgefhrlich sind! Die Gefhrdung nimmt mit hherer Stromstrke und lngerer Einwirkungsdauer zu. Der durch den Krper flieende Strom hngt von der Spannung und vom Widerstand des Krpers ab.
Dieser Krperwiderstand setzt sich aus dem inneren Widerstand des Krpers und den bergangswiderstnden an der Stromeintritts- und Stromaustrittsstelle zusammen. Schden durch Strom hngen bei einer Krperdurchstrmung von ueren Verhltnissen ab. Trockene Haut und trockene Kleidung haben einen groen Widerstand.
Bei Feuchtigkeit, z.B. Schwei oder nassem Fuboden, ist der bergangswiderstand dagegen gering. Wichtig:
Wechselspannungen ber 50 V und Gleichspannungen ber 120 V sind lebensgefhrlich. Wechselstrom ist gefhrlicher als Gleichstrom, weil dadurch Herzkammerflimmern leichter ausgelst werden kann. Strom sucht sich immer den Weg des geringsten Widerstands.
Für welche Geräte braucht man Wechselstrom?
Aus unserer haushaltsüblichen Steckdose kommt Wechselstrom mit einer Spannung von 230 Volt. Damit versorgen wir typischerweise Geräte wie die Kaffeemaschine, den Fön oder auch den Kühlschrank. Ihr Elektroherd benötigt hingegen Wechselspannung in Höhe von 400 Volt.
Warum Gleichstrom statt Wechselstrom?
Gleichstrom im Übertragungsnetz – Der Ausbau von Wind- und Solaranlagen findet aufgrund des Flächenbedarfs überwiegend in ländlichen Gebieten statt. Die Verbrauchszentren liegen aber eher in den städtischen Ballungsräumen und Industriegebieten. Deshalb ist der Stromtransport aus erzeugungsstarken Regionen in verbrauchsstarke Regionen nötig – etwa von Windenergie aus Norddeutschland in die industriellen Zentren Süd- und Westdeutschlands.
Wo benutzen wir Gleichstrom im Haushalt?
Wodurch sich Wechselstrom, Drehstrom oder Gleichstrom unterscheiden Strom ist nicht gleich Strom. Es gibt verschiedene Spannungen und Fließrichtungen, die man tunlichst nicht verwechseln sollte. Der wichtigste Unterschied ist der zwischen Gleichstrom und Wechselstrom.
- Doch es gibt noch andere Stromarten.
- Welche das sind und wo sie im Haushalt vorkommen.
- Strom kann unterschiedlich stark sein und in unterschiedlichen Richtungen zwischen den beiden Polen hin und her fließen.
- Das ist wichtig, dann wenn zu starker Strom durch einen Menschen oder ein Gerät fließt, hat das tödliche Folgen und kann das Gerät zerstören.
Ist der Strom dagegen zu schwach, passiert gar nichts. Hier fließt Wechselstrom mit einer Spannung von vermutlich 110 Kilovolt – auf manchen Leitungen weicht die Spannung allerdings ab. Foto: vladk213 / stock.adobe.com Strom unterscheidet sich je nachdem, auf welche Weise er produziert wurde, wie stark er ist und in welche Richtung er fließt.
Bei Gleichstrom fliest konstant die gleiche Menge Strom in die gleiche Richtung. Batterien und Akkus brauchen beim Ladevorgang Gleichstrom und liefern ihn auch. Das heißt, dass alle batteriebetriebenen Geräte mit Gleichstrom laufen. Auch Smartphones, PCs und Laptops benötigen Gleichstrom.Wechselstrom ist die vorherrschende Stromart in deutschen Netzen. Der Strom wechselt immer wieder die Polung; und zwar je nach Netz unterschiedlich oft. In Deutschland 50 Mal pro Sekunde, er läuft also mit 50 Hz. Der Netzstrom in Deutschland hat außerdem eine Spannung von 230 Volt.Dreiphasenstrom hat dagegen im Deutschen Stromnetz eine Spannung von 400 Volt und wird umgangssprachlich auch Starkstrom genannt. Der Strom wechselt in drei verschiedenen Phasen die Polung, diese Phasen sind zueinander verschoben. Haushalte, die ans Stromnetz angeschlossen sind, werden mit Dreiphasenstrom beliefert.Schwachstrom: Dabei handelt es sich um verschiedene Kleinspannungen unter 50 Volt. Dieser Strom wird zur Informationsübertragung gebraucht. Computer und Smartphones basieren beispielsweise auf Schwachstrom, denn jede elektronische Information ist ja im Endeffekt nichts anderes als Nullen und Einsen. Oder anders ausgedrückt: Schwachstrom an und Schwachstrom aus.Mischstrom: Wenn ein Gerät beispielsweise Gleichstrom mit niedriger Spannung verwendet, um Informationen zu übertragen, aber gleichzeitig mit Gleich- oder Wechselstrom höherer Spannung betrieben wird, spricht man von Mischstrom.
Die unterschiedlichen Stromarten spielen auch bei der Elektroplanung eine gewisse Rolle. Hausbesitzer und Bauherren sollten sich nämlich Gedanken machen, wo ein Starkstromanschluss benötigt wird – oder wo sie bequemerweise das Smartphone laden und entsprechend Steckdosen benötigen.
- Das öffentliche Stromnetz läuft mit Dreiphasenstrom.
- Ist ein Haus an das öffentliche Stromnetz angeschlossen, kommen vier Kabel im Haus an.
- Dabei handelt es sich um je ein Kabel für die drei Phasen und einen Nullleiter.
- Den meisten Geräten reicht aber eine einzige Phase.
- Aus den vier Kabeln werden im Hausstromnetz drei: eine Phase, der Nullleiter und zusätzlich eine Erdung, mit der Fehlerströme in die Erde abgeleitet werden können.
Diese drei Kabel führen zu Steckdosen, Lichtschaltern und kommen aus der Decke, damit man dort Lampen anschließen kann. Smartphones und auch Strombänke laufen mit Gleichstrom. Der Stecker ist ein Netzteil, in dem der Wechselstrom, der aus der Steckdose kommt, in Gleichstrom gewandelt wird.
- Foto: wip-studio / stock.adobe.com Über das öffentliche Netz wird Wechselstrom geliefert, die meisten technischen Geräte im Haushalt brauchen Wechselstrom.
- Doch einige Ausnahmen gibt es, wie die oben genannten Smartphones oder Laptops.
- Um sie anschließen zu können, muss der Wechselstrom erst in Gleichstrom verwandelt werden.
Das macht ein Gleichrichter: Dioden lassen nur Strom mit einer bestimmten Polung durchfließen. Dadurch wird der Wechselstrom zu Gleichstrom. Und genau das findet in den Netzteilen statt, mit denen man beispielsweise ein Smartphone an der Steckdose aufladen kann.
- Auch Schwachstrom kommt im Haushalt vor.
- Telefone, das Internet oder Klingelanlagen gebrauchen Schwachstrom zur Informationsübertragung.
- Auch hier sorgt das Gerät selbst dafür, der Nutzer muss nicht etwas darauf achten, nur Schwachstrom zuzuführen.
- Darüber hinaus gibt es sehr wenige Geräte, die Starkstrom benötigen.
Dazu gehört aber der Elektroherd. Und der wird dann eben nicht mit drei, sondern mit fünf Kabeln angeschlossen: Die drei Phasen, der Nullleiter und auch hier eine Erdung. Diese Herdplatte wird mit Starkstrom betrieben. Den Anschluss übernimmt ein professioneller Elektriker.
- Foto: Andrey Popov / stock.adobe.com Während man im Haushalt die meisten elektrischen Geräte einfach per Stecker anschließen kann, sieht das beispielsweise bei Lampen anders aus.
- Wer selbst tätig werden will, sollte wissen, was er tut – und dennoch gut aufpassen.
- Denn Strom ist lebensgefährlich.
- Welches Lampenkabel muss wo angeschlossen werden? Und was, wenn da statt drei vier Kabel aus der Decke kommen? Oder auch nur zwei? Die wichtigsten Tipps zum Lampe anschließen.
Wer sich unsicher ist, sollte seine Lampe lieber von einem Fachmann anschließen lassen. Bei einem Elektroherd oder anderen Geräten, die Starkstrom benötigen gilt das umso mehr. Hier muss auf jeden Fall der Fachmann ran. Das ist im privaten Bereich zwar nicht gesetzlich vorgeschrieben.
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Prospekte & Broschüren : Wodurch sich Wechselstrom, Drehstrom oder Gleichstrom unterscheiden
Welches Land hat Gleichstrom?
China führt die UHGÜ ein, um die Stromübertragung effizienter zu gestalten
Dezember 2018 Marketingdokumentarticle-controls#showShare>
China hat einen enormen Energiehunger. Gnadenlos befeuert wird dieser Bedarf an Energie von einer rasant wachsenden Mittelschicht. Laut der nationalen Energiebehörde Chinas steigt der Stromverbrauch derzeit um etwa 8 Prozent pro Jahr – doppelt so stark wie in den USA.
- Doch dieser Energiehunger muss nicht zwangsläufig schädlich für die Umwelt sein.
- China ist in der Lage, seinen Energiebedarf mit Strom aus seinen Wasserkraftwerken zu decken.
- Leider liegen die meisten dieser Kraftwerke weit von den urbanen Zentren an der Küste entfernt, in denen der Grossteil der Energie des Landes verbraucht wird.
Chinas Lösung für das Problem: eine moderne Energieübertragungstechnologie, mit der sich grosse Distanzen überbrücken lassen – eine Technologie, deren Ursprünge ironischerweise in die Anfangsjahre der Elektrizität zurückreichen.2010 wurde China zum ersten Land, das die Ultra-Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung (UHGÜ) einführte.
Obwohl sich selbst der Urvater der Elektrizität Thomas Edison im späten 19. Jahrhundert für die Gleichstromübertragung einsetzte, wurde der Wechselstrom zum Standard, da seine Umwandlung von den sehr hohen Spannungen, die für Fernübertragungsleitungen nötig sind, auf die viel niedrigeren Spannungen, die in den Haushalten zum Einsatz kommen, deutlich leichter war.
Die Kehrseite der Medaille besteht darin, dass bei seiner Übertragung Leistung verloren geht. Grund dafür ist, dass die Richtung des Stroms regelmässig wechselt (deshalb „Wechselstrom”), was eine nicht unerhebliche Menge an Strom verbraucht. Bei gleicher Spannung entstehen bei einem Wechselstromsystem etwa doppelt so hohe Verluste wie bei einem Gleichstromsystem.
Zum Vergleich: Das UHGÜ-System, das mithilfe der internationalen Unternehmen Siemens und ABB Group gebaut wurde, überträgt 6,4 Gigawatt Strom von der Xiangjiaba-Talsperre in der Provinz Sichuan in das fast 2.000 km entfernte Schanghai, und das mit einer Spannung von 800 Kilovolt (kV), dem Doppelten gewöhnlicher Fernübertragungssysteme.
Das UHGÜ-System könnte theoretisch sogar bis zu 10 Gigawatt stemmen – genug, um fast 20 Millionen chinesische Haushalte mit Strom zu versorgen. Und das ist erst der Anfang der Ultra-Hochspannungsleitungen. Anfang 2018 lieferte Siemens den weltweit ersten 1.100-kV-Transformator an China aus, der bis zu 13 GW übertragen kann, was etwa der Leistung von 10 Atomkraftwerken entspricht.
Hat man im Haus Gleichstrom oder Wechselstrom?
AC- und DC-Strom: Das sind die Unterschiede Bildquelle: ©Adobe Stock / Text: Verivox Was haben die Musik der australischen Hard-Rock-Band AC/DC und die Bedeutung von AC-DC-Strom gemeinsam? Richtig – ihre elektrisierende Wirkung. Die Bezeichnung AC-DC-Strom kommt aus dem Englischen, hierzulande spricht man von Gleichstrom und Wechselstrom. Es gibt deutliche Unterschiede zwischen AC- und DC-Strom.
AC-Strom und DC-Strom beschreiben zwei Arten des Stromflusses in einem Stromkreis. AC ist eine Abkürzung für Alternating Current. DC steht für Direct Current. Der größte Unterschied zwischen AC- und DC-Strom ist seine Fließrichtung: Bei Gleichstrom (DC-Strom) fließt die elektrische Ladung nur in eine Richtung. Im Wechselstrom (AC-Strom) ändert sie periodisch und in stetiger Wiederholung ihre Richtung. Die bekannteste Wechselstromquelle ist die Steckdose. Gleichstrom wird hauptsächlich in der Schwachstromtechnik eingesetzt, zum Beispiel in Batterien und Handy-Akkus.
Die Abkürzung AC kommt aus dem Englischen und steht für Alternating Current. Bei AC-Strom handelt es sich also um, Das heißt, seine Ladungsträger ändern periodisch und in stetiger Wiederholung ihre Bewegungsrichtung. AC-Strom wird in einer Frequenz gemessen, die die Anzahl der Umkehrungen pro Sekunde angibt.
In Europa hat AC-Strom eine Frequenz von 50 Hz (also 50 Umkehrungen der Ladungsträger) pro Sekunde. AC-Strom deckt die allgemeine Stromversorgung ab – er kommt aus der Steckdose. Somit betreibt Wechselstrom jegliche Geräte im Haus: vom Kühlschrank bis zum Deckenlicht. Im Unterschied zu DC-Strom hat AC-Strom den Vorteil, dass seine Stromspannung kostengünstig geändert werden kann.
Auch ist die Stromübertragung auf weite Entfernung viel effizienter, da dabei weniger Energie verloren geht als bei,
Welche Vorteile hat Drehstrom gegenüber Wechselstrom?
Das Wichtigste in Kürze –
- Bei Drehstrom oder Dreiphasenwechselstrom erzeugen drei kreisförmig angeordnete Spulen zueinander phasenverschobene Wechselströme, die zusammen einen harmonischeren Strom ergeben als einphasige Systeme.
- Drehstrom geht auf Nikola Tesla zurück, der in den 1880er-Jahren Mehrphasenwechselströme erforschte.
- Drehstrom kommt überwiegend beim überregionalen Transport von Energie in Stromnetzen sowie bei leistungsintensiven Geräten wie Herden oder Elektroautos vor.
Drehstrom, auch bekannt als Dreiphasenwechselstrom, ist eine Form des Wechselstroms, bei der drei zueinander phasenverschobene Wechselspannungen wirken. Konkret heißt das: Drei Spulen werden in gleichen Abständen kreisförmig angeordnet. In ihrer Mitte rotiert ein Dauermagnet, der in jeder Spule Spannung induziert.
Warum brauchen Geräte Gleichstrom?
Mai 19, 2022 Fast jeder hat schon einmal von Gleichstrom und Wechselstrom gehört, aber was genau der Unterschied ausmacht, das wissen viele nicht. Je nach Anwendung benötigen Verbraucher eine Gleichstrom- oder eine Wechselstromquelle. Aber wo kommt im Alltag Gleich- oder Wechselstrom zum Einsatz? Gleichstrom – eignet sich gut für weite Distanzen Gleichstrom oder Gleichspannung bleibt im Gegensatz zum Wechselstrom immer gleich.
- Weil sich der Stromfluss immer in eine Richtung bewegt, eignet er sich gut, um große Strommengen über weite Distanzen zu transportieren.
- Bei Gleichstrom hat die Quelle einen Pluspol und einen Minuspol.
- Der Strom fließt im Stromkreis nur in eine Richtung.
- Wo wird im Alltag Gleichstrom verwendet? Batterien und Akkus benötigen beim Ladevorgang immer Gleichstrom.
Also alle batteriebetriebenen Geräte laufen mit Gleichstrom, so auch PCs, Laptops, Handy oder die Autobatterie.
Bei der Autobatterie sollen im Betrieb z.B. immer 12 Volt Spannung zwischen Plus- und Minuspol anliegen. Deshalb ist dieselbe Polarität auch für alle angeschlossenen Verbraucher einzuhalten. Ein weiteres Beispiel für Gleichstrom ist das Handy. Normalerweise wird dieses mit 5 Volt, manchmal auch mit 12 Volt aufgeladen.
Wechselstrom – lässt sich leicht transformieren Der Vorteil von Wechselstrom gegenüber Gleichstrom ist, dass er mittels Transformatoren das Spannungsniveau anpassen kann. Funktionsweise von Wechselstrom
Beim Wechselstrom schwingt der Spannungswert (sinusförmig) ∿ zwischen einem Maximal- und einem Minimalwert hin und her. Somit kann beispielsweise die Spannung zwischen 10 Volt und – 10 Volt hin und her schwingen.
Die Frequenz ist eine weitere wichtige Größe der Wechselspannung und wird in Hertz angegeben. Die Frequenz bestimmt die Dauer der Schwingung und je höher die Frequenz, desto schneller ist die Schwingung.
In unserem Stromnetz in Deutschland gilt eine Frequenz von 50 Hertz und eine Minimal- bzw. Maximalspannung von 325 Volt und -325 Volt. Die Spannung schwingt daher in einer Sekunde 50-mal zwischen den Anschlüssen der Steckdosen mit 325 Volt bzw. -325 Volt hin und her.
230 Volt ist der Effektivwert der Spannung im Haushaltsnetz. Dieser entspricht auch dem Spannungswert, wenn dieselbe Leistung über eine Gleichspannungsquelle bereitgestellt würde. Daher gibt es bei einem Wechselspannungsnetz keine Polarität bei zwei Anschlüssen, weil sich die Polarität an beiden Anschlüssen 50-mal pro Sekunde umkehrt.
Wo wird im Alltag Wechselstrom verwendet?
Aus unseren Steckdosen zuhause fließt in der Regel Wechselstrom. Da viele Haushaltsgeräte 24 oder nur 6 Volt benötigen verfügen diese über Transformatoren (Spannungsumwandler), z.B. Netzstecker, Fernseher, Zubehör für Computer, Türklingel, Lichterketten.
Andere Haushaltsgeräte wie Kühlschrank, Herd, Waschmaschine usw. die üblicherweise mit 230 Volt arbeiten, brauchen keinen Transformator, denn der Effektivwert der Spannung im Haushalt beträgt 230 Volt.
Transformatoren werden im Haushalt bei bestimmten Geräten hauptsächlich aus Sicherheitsgründen eingebaut. So zum Beispiel bei der Installation eines Ventilators direkt über der Dusche oder Badewanne.
Wann benutzt man Gleichstrom?
Was ist eigentlich der Unterschied. – Elektrischer Stromfluss liegt vor, wenn Ladungsträger (Elektronen, Protonen, Ionen) eine gerichtete Bewegung ausführen. Wenn die Bewegungsrichtung über die Zeit konstant bleibt, spricht man von Gleichstrom. Wenn sich die Bewegungsrichtung periodisch ändert, handelt es sich um Wechselstrom. Das galvanische Element (d.h. die Grundbauform von Batterien und Akkumulatoren) dient der Erzeugung von Gleichstrom. Solange es wirksam ist, lassen sich ein negativer und ein positiver Pol nachweisen, von dem aus die entsprechenden Ladungsträger abfließen können.
- Beim Gleichstrom lässt sich eine generelle Stromrichtung definieren.
- Sie stimmt laut einer Definition mit der Bewegungsrichtung der positiven Ladungsträger überein.
- Zur massenhaften Stromversorgung im Industriezeitalter ist dieses galvanische Prinzip nicht geeignet.
- Hierzu wird das Prinzip der Induktion genutzt, d.h.
Ladungstrennung erfolgt auch, wenn ein Magnetfeld über einen elektrischen Leiter bewegt wird.Z.B. “induziert” die Hin- und Herbewegung eines Stabmagneten in einer Drahtspule eine Spannung, die sich an deren Enden abgreifen lässt. In der Praxis lässt man einfach einen Magneten innerhalb der Spule rotieren.
Mit jeder Drehung des Magneten um 180 Grad ändert sich die Polarität des Magneten, da sich ja abwechselnd der Nord- und der Südpol an der Spule vorbeibewegen. Es entsteht also ein Wechselstrom. Das Auf und Ab dieses Stroms von Plus zu Minus und wieder zu Plus während einer vollen Umdrehung wird als “Phase” bezeichnet.
Der Dynamo am Fahrrad ist ein solcher Stromerzeuger. Im Kraftwerk ist es dann nicht mehr der rotierende Dauermagnet, sondern ein Elektromagnet, der sich im “Generator” und nicht mehr im “Dynamo” bewegt. Die Kraftwerks-Generatoren der öffentlichen Stromversorgung sind so gebaut, dass sie nicht nur einen einzigen Wechselstrom erzeugen, sondern drei zugleich: Ihr Elektromagnet bewegt sich bei jeder vollen Drehung (360 Winkelgrade) an drei Spulen vorbei, die jeweils um 120 Winkelgrade versetzt angebracht sind.
Dadurch sind auch die “Phasen” der drei Wechselströme, die jede Drehung des Elektromagneten in den Spulen erzeugt, um jeweils 120 Grad gegeneinander versetzt. Dieser “dreiphasige” Wechselstrom wird auch als Drehstrom bezeichnet. Abgesehen von Sonderfällen ist für unsere Zeit festzuhalten, dass Gleichstrom sein Haupteinsatzgebiet in der Schwachstromtechnik findet, während der Wechselstrom das große Gebiet der allgemeinen Stromversorgung abdeckt.
Bei Gleichstromanlagen für die Starkstromtechnik ist im Durchschnitt alles (Generatoren, Motoren) 30% größer und schwerer als bei Drehstromanlagen.
Was ist Wechselstrom für Kinder erklärt?
Ein Strom, dessen Richtung sich periodisch ändert, wird als Wechselstrom bezeichnet. Dazu muss der Strom nicht unbedingt den zeitlichen Verlauf einer Sinusfunktion besitzen. Allerdings ist der sinusförmige Wechselstrom technisch am weitesten verbreitet, da er bei der Stromgewinnung in Wechselstromgeneratoren entsteht.
Warum fahren Bahnen mit Gleichstrom?
Geschichte – Nach Einführung der Eisenbahn 1835 in Deutschland wurden Ende des Jahrhunderts erste Versuche mit verschiedenen elektrischen Systemen und Motoren gemacht, wobei sich 1912 im Deutschen Reich 15 kV mit 16 2 ⁄ 3 Hz durchsetzte. Deren erste Anwendung im Regelbetrieb fand 1914 auf der niederschlesischen Strecke zwischen Niedersalzbrunn und Halbstadt ( Elektrischer Bahnbetrieb in Schlesien ) statt.
Wegen der technisch anspruchslosen Regelbarkeit und des hohen Stillstandsdrehmoments erwies sich der Gleichstrom – Reihenschlussmotor als idealer Antrieb für Schienenfahrzeuge. Solche Motoren vertragen aber keine hohe Spannung und benötigen umso höhere Stromstärken, diese wiederum erfordern große und teure Querschnitte der Oberleitung oder Stromschiene.
Bei größerem Abstand der Haltepunkte erweist es sich daher als wirtschaftlicher, die Lokomotiven mit Wechselstrom höherer Spannung zu versorgen und einen Transformator einzubauen; die zu dessen ständigem Mittransport erforderliche Energie ist geringer, als es Verluste in den kilometerlangen Fahrleitungen wären.
Das Gewicht eines Transformators ist im Wesentlichen von seinem Eisenkern bestimmt. Dieses wiederum ist annähernd umgekehrt proportional der Frequenz des Wechselstroms. Aufgrund der beherrschbaren Technologie im Transformatorenbau hatte sich eine Frequenz von 50 Hz in den europäischen Netzen durchgesetzt.
Durch die an den Kollektoren entstehenden Bürstenfeuer gelang es jedoch nicht, Reihenschlussmotoren im erforderlichen Leistungsbereich mit einer Frequenz von 50 Hz zu betreiben. Daher entstanden Bahnstromnetze mit 25 Hz und 16 2 ⁄ 3 Hz. Um mit rotierenden synchronen Umformern Bahnstrom aus dem 50-Hz-Stromnetz erzeugen zu können, wählte man die Teilerfaktoren 2 bzw.3.
- Der Einsatz von modernen asynchronen Umformern bei einem ganzzahligen Teilungsverhältnis erwies sich bei hohen Leistungen allerdings als problematisch, sodass die Sollfrequenz vieler Netze inzwischen auf 16,7 Hz geändert wurde, wobei 16 2 ⁄ 3 Hz innerhalb der Toleranz liegt.
- Der heutige Stand der Technik im Bereich der Leistungselektronik macht die verminderte Frequenz des Wechselstroms nicht mehr zwingend.
Moderne Fahrzeuge sind meist mit Gleichstrommotoren mit einer Nennspannung von 6 kV ausgestattet, mit einem Transformator mit 25 kV Primärspannung und Anzapfung bei 15 kV lassen diese sich als Mehrsystemfahrzeuge ausrüsten. Eine Umstellung des Bahnstroms auf 25 kV ist derzeit im Bereich der Deutschen Bahn nicht möglich, da der erforderliche erhöhte Sicherheitsabstand der Oberleitung zu vorhandenen Brücken nicht gegeben ist.
Bei Neubauten werden jedoch größere Abstände eingeplant. Die ausstehende europaweite Vereinheitlichung der Bahnstromsysteme ist im grenzüberschreitenden Verkehr ein verhältnismäßig kleines Problem, die Mehrkosten für den Transformator in Mehrsystemfahrzeugen sind gering im Vergleich mit den Kosten für die mehrfachen Zugsicherungssysteme und die nationalen Zulassungsverfahren.
Außerdem wird der Zeitpunkt einer möglichen Umstellung des Bahnstroms in Deutschland beeinflusst durch die Nutzungsdauer der älteren Baureihen mit Wechselstrommotoren, die sich schwer umrüsten lassen. Die Baureihen 103, 141 und 150 sind bereits ausgemustert, unter den Einheitslokomotiven verbleiben die Baureihen 110, 140, 139, einige der jüngeren Exemplare der 111 sowie der 151,
- Wenn auch die Reichsbahn -Baureihen 112, 114, 143 und 155 ausgemustert sind, verbleiben im Bestand der Deutschen Bahn ausschließlich Drehstromlokomotiven,
- Eine Umstellung ist dann relativ einfach, im Gegenzug kann auf die Unterhaltung eines eigenständigen 110-kV-Hochspannungsnetzes verzichtet werden und die Unterwerke können an die Hochspannungsnetze der allgemeinen Energieversorgungsunternehmen angebunden werden.
Da die Hochspannungsnetze schon errichtet sind, besteht kein Handlungsbedarf und die Ausmusterung der älteren Baureihen kann noch Jahrzehnte dauern. In der Nachkriegszeit fiel die Entscheidung, großflächig Dampfloks durch E-Loks zu ersetzen. Anfangs waren nur 5 % der Strecken elektrifiziert, daher stellte sich die Wahl des Stromsystems neu.
Warum ist Hochspannung so gefährlich?
Warum ist Hochspannung lebensgefährlich? – Entscheidend für die von Hochspannung ausgehende Lebensgefahr ist prinzipiell nicht die Spannung, sondern der elektrische Strom, der durch den Körper fließt. Bereits bei elektrischem Strom mit geringer Spannung können sich schwere Unfälle ereignen, sofern große Stromstärken zum Tragen kommen.
- Fließt der elektrische Strom im Körper über das Herz, kann es zudem vor allem bei Wechselstrom zu Herzkammerflimmern kommen und überlebenswichtige Organe können nicht mehr mit Blut versorgt werden.
- Man kann davon ausgehen, dass über das Herz geleitete Ströme mit 30 mA genügen, um einen Menschen mit sehr hoher Wahrscheinlichkeit zu töten.
Hochspannung mit mehr als 100 Volt ist jedoch bereits extrem gefährlich und führt mit hoher Wahrscheinlichkeit sowohl bei Wechselstrom als auch bei Gleichstrom zu einem tödlichen Stromschlag. Hochspannungen sind zudem besonders gefährlich, weil es ausreichen kann, sich den spannungsführenden Teilen nur so weit zu nähern, um einen Stromschlag zu erleiden, da ständig die Gefahr von Funkenüberschlägen besteht.
Was ist schlimmer Volt oder Ampere?
Von innen hui, von außen pfui – Soweit, so gut. Doch nicht vorgesehen ist für unseren Körper, dass Strom von außen kommt. Dann gefährdet es genau die Stellen im Körper, die auf elektrische Impulse reagieren wie etwa unsere Muskulatur. Das passiert beispielsweise, wenn man unglücklich in eine Steckdose oder an ein offenes Stromkabel fasst.
- Und die Menge an Strom hat es an diesen Stellen in sich: Im Haushalt fließen bei 230 Volt teilweise mehr als 16 Ampere – 300 Mal mehr als die Stromstärke, die bereits lebensgefährliches Herzflimmern auslöst.
- Meinung kann jeder.
- Am Ende entscheiden aber Fakten.
- Wir liefern dir wissenschaftliche Einordnung, Erklärungen und Fakten zu aktuellen Debatten.
Klicken Sie auf den unteren Button, um den Inhalt von CleverPush zu laden. Artikel Abschnitt: Wovon hängt ab, wie gefährlich ein Stromschlag ist? Wie gefährlich ein Stromschlag ist, hängt von vielen Faktoren ab: ob Gleich- oder Wechselstrom fließt, der Stromstärke, der Kontaktfläche, der Spannung, der Wirkdauer und dem Weg durch den Körper.
- Am Ende kann weniger Stromstärke über einen längeren Zeitraum ähnlich gefährlich sein wie sehr viel Strom in kurzer Zeit.
- Grundsätzlich gilt etwa, dass der in Deutschland typische Wechselstrom schneller zu gesundheitlichen Schäden führt als Gleichstrom.
- Bei Wechselstrom ändert ständig die Fließrichtung der Ladungsträger, bei 50 Hertz einhundert Mal pro Sekunde.
Bei Gleichstrom fließen die Ladungsträger immer in dieselbe Richtung. Insbesondere die recht niedrigen Frequenzen von 50 bis 60 Hertz stören unsere natürliche Signalverarbeitung. Weitaus höhere Frequenzen hingegen werden auch medizinisch eingesetzt.
Warum fahren Bahnen mit Gleichstrom?
Geschichte – Nach Einführung der Eisenbahn 1835 in Deutschland wurden Ende des Jahrhunderts erste Versuche mit verschiedenen elektrischen Systemen und Motoren gemacht, wobei sich 1912 im Deutschen Reich 15 kV mit 16 2 ⁄ 3 Hz durchsetzte. Deren erste Anwendung im Regelbetrieb fand 1914 auf der niederschlesischen Strecke zwischen Niedersalzbrunn und Halbstadt ( Elektrischer Bahnbetrieb in Schlesien ) statt.
Wegen der technisch anspruchslosen Regelbarkeit und des hohen Stillstandsdrehmoments erwies sich der Gleichstrom – Reihenschlussmotor als idealer Antrieb für Schienenfahrzeuge. Solche Motoren vertragen aber keine hohe Spannung und benötigen umso höhere Stromstärken, diese wiederum erfordern große und teure Querschnitte der Oberleitung oder Stromschiene.
Bei größerem Abstand der Haltepunkte erweist es sich daher als wirtschaftlicher, die Lokomotiven mit Wechselstrom höherer Spannung zu versorgen und einen Transformator einzubauen; die zu dessen ständigem Mittransport erforderliche Energie ist geringer, als es Verluste in den kilometerlangen Fahrleitungen wären.
Das Gewicht eines Transformators ist im Wesentlichen von seinem Eisenkern bestimmt. Dieses wiederum ist annähernd umgekehrt proportional der Frequenz des Wechselstroms. Aufgrund der beherrschbaren Technologie im Transformatorenbau hatte sich eine Frequenz von 50 Hz in den europäischen Netzen durchgesetzt.
Durch die an den Kollektoren entstehenden Bürstenfeuer gelang es jedoch nicht, Reihenschlussmotoren im erforderlichen Leistungsbereich mit einer Frequenz von 50 Hz zu betreiben. Daher entstanden Bahnstromnetze mit 25 Hz und 16 2 ⁄ 3 Hz. Um mit rotierenden synchronen Umformern Bahnstrom aus dem 50-Hz-Stromnetz erzeugen zu können, wählte man die Teilerfaktoren 2 bzw.3.
Der Einsatz von modernen asynchronen Umformern bei einem ganzzahligen Teilungsverhältnis erwies sich bei hohen Leistungen allerdings als problematisch, sodass die Sollfrequenz vieler Netze inzwischen auf 16,7 Hz geändert wurde, wobei 16 2 ⁄ 3 Hz innerhalb der Toleranz liegt. Der heutige Stand der Technik im Bereich der Leistungselektronik macht die verminderte Frequenz des Wechselstroms nicht mehr zwingend.
Moderne Fahrzeuge sind meist mit Gleichstrommotoren mit einer Nennspannung von 6 kV ausgestattet, mit einem Transformator mit 25 kV Primärspannung und Anzapfung bei 15 kV lassen diese sich als Mehrsystemfahrzeuge ausrüsten. Eine Umstellung des Bahnstroms auf 25 kV ist derzeit im Bereich der Deutschen Bahn nicht möglich, da der erforderliche erhöhte Sicherheitsabstand der Oberleitung zu vorhandenen Brücken nicht gegeben ist.
- Bei Neubauten werden jedoch größere Abstände eingeplant.
- Die ausstehende europaweite Vereinheitlichung der Bahnstromsysteme ist im grenzüberschreitenden Verkehr ein verhältnismäßig kleines Problem, die Mehrkosten für den Transformator in Mehrsystemfahrzeugen sind gering im Vergleich mit den Kosten für die mehrfachen Zugsicherungssysteme und die nationalen Zulassungsverfahren.
Außerdem wird der Zeitpunkt einer möglichen Umstellung des Bahnstroms in Deutschland beeinflusst durch die Nutzungsdauer der älteren Baureihen mit Wechselstrommotoren, die sich schwer umrüsten lassen. Die Baureihen 103, 141 und 150 sind bereits ausgemustert, unter den Einheitslokomotiven verbleiben die Baureihen 110, 140, 139, einige der jüngeren Exemplare der 111 sowie der 151,
Wenn auch die Reichsbahn -Baureihen 112, 114, 143 und 155 ausgemustert sind, verbleiben im Bestand der Deutschen Bahn ausschließlich Drehstromlokomotiven, Eine Umstellung ist dann relativ einfach, im Gegenzug kann auf die Unterhaltung eines eigenständigen 110-kV-Hochspannungsnetzes verzichtet werden und die Unterwerke können an die Hochspannungsnetze der allgemeinen Energieversorgungsunternehmen angebunden werden.
Da die Hochspannungsnetze schon errichtet sind, besteht kein Handlungsbedarf und die Ausmusterung der älteren Baureihen kann noch Jahrzehnte dauern. In der Nachkriegszeit fiel die Entscheidung, großflächig Dampfloks durch E-Loks zu ersetzen. Anfangs waren nur 5 % der Strecken elektrifiziert, daher stellte sich die Wahl des Stromsystems neu.
Welches Land benutzt Gleichstrom?
China führt die UHGÜ ein, um die Stromübertragung effizienter zu gestalten
Dezember 2018 Marketingdokumentarticle-controls#showShare>
China hat einen enormen Energiehunger. Gnadenlos befeuert wird dieser Bedarf an Energie von einer rasant wachsenden Mittelschicht. Laut der nationalen Energiebehörde Chinas steigt der Stromverbrauch derzeit um etwa 8 Prozent pro Jahr – doppelt so stark wie in den USA.
Doch dieser Energiehunger muss nicht zwangsläufig schädlich für die Umwelt sein. China ist in der Lage, seinen Energiebedarf mit Strom aus seinen Wasserkraftwerken zu decken. Leider liegen die meisten dieser Kraftwerke weit von den urbanen Zentren an der Küste entfernt, in denen der Grossteil der Energie des Landes verbraucht wird.
Chinas Lösung für das Problem: eine moderne Energieübertragungstechnologie, mit der sich grosse Distanzen überbrücken lassen – eine Technologie, deren Ursprünge ironischerweise in die Anfangsjahre der Elektrizität zurückreichen.2010 wurde China zum ersten Land, das die Ultra-Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung (UHGÜ) einführte.
- Obwohl sich selbst der Urvater der Elektrizität Thomas Edison im späten 19.
- Jahrhundert für die Gleichstromübertragung einsetzte, wurde der Wechselstrom zum Standard, da seine Umwandlung von den sehr hohen Spannungen, die für Fernübertragungsleitungen nötig sind, auf die viel niedrigeren Spannungen, die in den Haushalten zum Einsatz kommen, deutlich leichter war.
Die Kehrseite der Medaille besteht darin, dass bei seiner Übertragung Leistung verloren geht. Grund dafür ist, dass die Richtung des Stroms regelmässig wechselt (deshalb „Wechselstrom”), was eine nicht unerhebliche Menge an Strom verbraucht. Bei gleicher Spannung entstehen bei einem Wechselstromsystem etwa doppelt so hohe Verluste wie bei einem Gleichstromsystem.
Zum Vergleich: Das UHGÜ-System, das mithilfe der internationalen Unternehmen Siemens und ABB Group gebaut wurde, überträgt 6,4 Gigawatt Strom von der Xiangjiaba-Talsperre in der Provinz Sichuan in das fast 2.000 km entfernte Schanghai, und das mit einer Spannung von 800 Kilovolt (kV), dem Doppelten gewöhnlicher Fernübertragungssysteme.
Das UHGÜ-System könnte theoretisch sogar bis zu 10 Gigawatt stemmen – genug, um fast 20 Millionen chinesische Haushalte mit Strom zu versorgen. Und das ist erst der Anfang der Ultra-Hochspannungsleitungen. Anfang 2018 lieferte Siemens den weltweit ersten 1.100-kV-Transformator an China aus, der bis zu 13 GW übertragen kann, was etwa der Leistung von 10 Atomkraftwerken entspricht.
Welche Geräte brauchen Wechselspannung?
Mai 19, 2022 Fast jeder hat schon einmal von Gleichstrom und Wechselstrom gehört, aber was genau der Unterschied ausmacht, das wissen viele nicht. Je nach Anwendung benötigen Verbraucher eine Gleichstrom- oder eine Wechselstromquelle. Aber wo kommt im Alltag Gleich- oder Wechselstrom zum Einsatz? Gleichstrom – eignet sich gut für weite Distanzen Gleichstrom oder Gleichspannung bleibt im Gegensatz zum Wechselstrom immer gleich.
Weil sich der Stromfluss immer in eine Richtung bewegt, eignet er sich gut, um große Strommengen über weite Distanzen zu transportieren. Bei Gleichstrom hat die Quelle einen Pluspol und einen Minuspol. Der Strom fließt im Stromkreis nur in eine Richtung. Wo wird im Alltag Gleichstrom verwendet? Batterien und Akkus benötigen beim Ladevorgang immer Gleichstrom.
Also alle batteriebetriebenen Geräte laufen mit Gleichstrom, so auch PCs, Laptops, Handy oder die Autobatterie.
Bei der Autobatterie sollen im Betrieb z.B. immer 12 Volt Spannung zwischen Plus- und Minuspol anliegen. Deshalb ist dieselbe Polarität auch für alle angeschlossenen Verbraucher einzuhalten. Ein weiteres Beispiel für Gleichstrom ist das Handy. Normalerweise wird dieses mit 5 Volt, manchmal auch mit 12 Volt aufgeladen.
Wechselstrom – lässt sich leicht transformieren Der Vorteil von Wechselstrom gegenüber Gleichstrom ist, dass er mittels Transformatoren das Spannungsniveau anpassen kann. Funktionsweise von Wechselstrom
Beim Wechselstrom schwingt der Spannungswert (sinusförmig) ∿ zwischen einem Maximal- und einem Minimalwert hin und her. Somit kann beispielsweise die Spannung zwischen 10 Volt und – 10 Volt hin und her schwingen.
Die Frequenz ist eine weitere wichtige Größe der Wechselspannung und wird in Hertz angegeben. Die Frequenz bestimmt die Dauer der Schwingung und je höher die Frequenz, desto schneller ist die Schwingung.
In unserem Stromnetz in Deutschland gilt eine Frequenz von 50 Hertz und eine Minimal- bzw. Maximalspannung von 325 Volt und -325 Volt. Die Spannung schwingt daher in einer Sekunde 50-mal zwischen den Anschlüssen der Steckdosen mit 325 Volt bzw. -325 Volt hin und her.
230 Volt ist der Effektivwert der Spannung im Haushaltsnetz. Dieser entspricht auch dem Spannungswert, wenn dieselbe Leistung über eine Gleichspannungsquelle bereitgestellt würde. Daher gibt es bei einem Wechselspannungsnetz keine Polarität bei zwei Anschlüssen, weil sich die Polarität an beiden Anschlüssen 50-mal pro Sekunde umkehrt.
Wo wird im Alltag Wechselstrom verwendet?
Aus unseren Steckdosen zuhause fließt in der Regel Wechselstrom. Da viele Haushaltsgeräte 24 oder nur 6 Volt benötigen verfügen diese über Transformatoren (Spannungsumwandler), z.B. Netzstecker, Fernseher, Zubehör für Computer, Türklingel, Lichterketten.
Andere Haushaltsgeräte wie Kühlschrank, Herd, Waschmaschine usw. die üblicherweise mit 230 Volt arbeiten, brauchen keinen Transformator, denn der Effektivwert der Spannung im Haushalt beträgt 230 Volt.
Transformatoren werden im Haushalt bei bestimmten Geräten hauptsächlich aus Sicherheitsgründen eingebaut. So zum Beispiel bei der Installation eines Ventilators direkt über der Dusche oder Badewanne.
Wo benutzen wir Gleichstrom im Haushalt?
Wodurch sich Wechselstrom, Drehstrom oder Gleichstrom unterscheiden Strom ist nicht gleich Strom. Es gibt verschiedene Spannungen und Fließrichtungen, die man tunlichst nicht verwechseln sollte. Der wichtigste Unterschied ist der zwischen Gleichstrom und Wechselstrom.
Doch es gibt noch andere Stromarten. Welche das sind und wo sie im Haushalt vorkommen. Strom kann unterschiedlich stark sein und in unterschiedlichen Richtungen zwischen den beiden Polen hin und her fließen. Das ist wichtig, dann wenn zu starker Strom durch einen Menschen oder ein Gerät fließt, hat das tödliche Folgen und kann das Gerät zerstören.
Ist der Strom dagegen zu schwach, passiert gar nichts. Hier fließt Wechselstrom mit einer Spannung von vermutlich 110 Kilovolt – auf manchen Leitungen weicht die Spannung allerdings ab. Foto: vladk213 / stock.adobe.com Strom unterscheidet sich je nachdem, auf welche Weise er produziert wurde, wie stark er ist und in welche Richtung er fließt.
Bei Gleichstrom fliest konstant die gleiche Menge Strom in die gleiche Richtung. Batterien und Akkus brauchen beim Ladevorgang Gleichstrom und liefern ihn auch. Das heißt, dass alle batteriebetriebenen Geräte mit Gleichstrom laufen. Auch Smartphones, PCs und Laptops benötigen Gleichstrom.Wechselstrom ist die vorherrschende Stromart in deutschen Netzen. Der Strom wechselt immer wieder die Polung; und zwar je nach Netz unterschiedlich oft. In Deutschland 50 Mal pro Sekunde, er läuft also mit 50 Hz. Der Netzstrom in Deutschland hat außerdem eine Spannung von 230 Volt.Dreiphasenstrom hat dagegen im Deutschen Stromnetz eine Spannung von 400 Volt und wird umgangssprachlich auch Starkstrom genannt. Der Strom wechselt in drei verschiedenen Phasen die Polung, diese Phasen sind zueinander verschoben. Haushalte, die ans Stromnetz angeschlossen sind, werden mit Dreiphasenstrom beliefert.Schwachstrom: Dabei handelt es sich um verschiedene Kleinspannungen unter 50 Volt. Dieser Strom wird zur Informationsübertragung gebraucht. Computer und Smartphones basieren beispielsweise auf Schwachstrom, denn jede elektronische Information ist ja im Endeffekt nichts anderes als Nullen und Einsen. Oder anders ausgedrückt: Schwachstrom an und Schwachstrom aus.Mischstrom: Wenn ein Gerät beispielsweise Gleichstrom mit niedriger Spannung verwendet, um Informationen zu übertragen, aber gleichzeitig mit Gleich- oder Wechselstrom höherer Spannung betrieben wird, spricht man von Mischstrom.
Die unterschiedlichen Stromarten spielen auch bei der Elektroplanung eine gewisse Rolle. Hausbesitzer und Bauherren sollten sich nämlich Gedanken machen, wo ein Starkstromanschluss benötigt wird – oder wo sie bequemerweise das Smartphone laden und entsprechend Steckdosen benötigen.
Das öffentliche Stromnetz läuft mit Dreiphasenstrom. Ist ein Haus an das öffentliche Stromnetz angeschlossen, kommen vier Kabel im Haus an. Dabei handelt es sich um je ein Kabel für die drei Phasen und einen Nullleiter. Den meisten Geräten reicht aber eine einzige Phase. Aus den vier Kabeln werden im Hausstromnetz drei: eine Phase, der Nullleiter und zusätzlich eine Erdung, mit der Fehlerströme in die Erde abgeleitet werden können.
Diese drei Kabel führen zu Steckdosen, Lichtschaltern und kommen aus der Decke, damit man dort Lampen anschließen kann. Smartphones und auch Strombänke laufen mit Gleichstrom. Der Stecker ist ein Netzteil, in dem der Wechselstrom, der aus der Steckdose kommt, in Gleichstrom gewandelt wird.
Foto: wip-studio / stock.adobe.com Über das öffentliche Netz wird Wechselstrom geliefert, die meisten technischen Geräte im Haushalt brauchen Wechselstrom. Doch einige Ausnahmen gibt es, wie die oben genannten Smartphones oder Laptops. Um sie anschließen zu können, muss der Wechselstrom erst in Gleichstrom verwandelt werden.
Das macht ein Gleichrichter: Dioden lassen nur Strom mit einer bestimmten Polung durchfließen. Dadurch wird der Wechselstrom zu Gleichstrom. Und genau das findet in den Netzteilen statt, mit denen man beispielsweise ein Smartphone an der Steckdose aufladen kann.
- Auch Schwachstrom kommt im Haushalt vor.
- Telefone, das Internet oder Klingelanlagen gebrauchen Schwachstrom zur Informationsübertragung.
- Auch hier sorgt das Gerät selbst dafür, der Nutzer muss nicht etwas darauf achten, nur Schwachstrom zuzuführen.
- Darüber hinaus gibt es sehr wenige Geräte, die Starkstrom benötigen.
Dazu gehört aber der Elektroherd. Und der wird dann eben nicht mit drei, sondern mit fünf Kabeln angeschlossen: Die drei Phasen, der Nullleiter und auch hier eine Erdung. Diese Herdplatte wird mit Starkstrom betrieben. Den Anschluss übernimmt ein professioneller Elektriker.
- Foto: Andrey Popov / stock.adobe.com Während man im Haushalt die meisten elektrischen Geräte einfach per Stecker anschließen kann, sieht das beispielsweise bei Lampen anders aus.
- Wer selbst tätig werden will, sollte wissen, was er tut – und dennoch gut aufpassen.
- Denn Strom ist lebensgefährlich.
- Welches Lampenkabel muss wo angeschlossen werden? Und was, wenn da statt drei vier Kabel aus der Decke kommen? Oder auch nur zwei? Die wichtigsten Tipps zum Lampe anschließen.
Wer sich unsicher ist, sollte seine Lampe lieber von einem Fachmann anschließen lassen. Bei einem Elektroherd oder anderen Geräten, die Starkstrom benötigen gilt das umso mehr. Hier muss auf jeden Fall der Fachmann ran. Das ist im privaten Bereich zwar nicht gesetzlich vorgeschrieben.
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Prospekte & Broschüren : Wodurch sich Wechselstrom, Drehstrom oder Gleichstrom unterscheiden