[Physik] Wie funktionieren Elektroloks?
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Ja, und den Text dazu.Anscheinend gibt es bei manchen Gebäuden eine PE Leitung und bei manchen nicht. Aber spätestens bei der Trafostation wird der Strom durch die Erde zurückgesand. Sie werden ihn ja kaum wieder hochtransformieren.
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pasti schrieb:
Ja, und den Text dazu.Anscheinend gibt es bei manchen Gebäuden eine PE Leitung und bei manchen nicht. Aber spätestens bei der Trafostation wird der Strom durch die Erde zurückgesand. Sie werden ihn ja kaum wieder hochtransformieren.
ja, scheint so, als würden sie die erde als verstärkung für den nulleiter benutzen.
naja, ich denke es geht auch ohne...
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Nein, Vista! Du hast nicht recht. Zur Trafostation kann man den Strom noch durch ein Kabel leiten. Aber um den Strom zum Kraftwerk zurück zu leiten genügt ein Kabel sicher nicht. Der Strom auf dem PE-Leiter ist kein vernünftiger Wechselstrom mehr den man effizient hochtransformieren könnte.
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pasti schrieb:
Nein, Vista! Du hast nicht recht. Zur Trafostation kann man den Strom noch durch ein Kabel leiten. Aber um den Strom zum Kraftwerk zurück zu leiten genügt ein Kabel sicher nicht. Der Strom auf dem PE-Leiter ist kein vernünftiger Wechselstrom mehr den man effizient hochtransformieren könnte.
guck's dir doch mal genau an.
die energie aus dem kraftwerk kommt ausschliesslich über die leiter L1,L2,L3.
die trafostation generiert den N, damit wird den niedervolt-verbrauchern nicht nur drehstrom, sondern auch 'normaler' wechselstrom zur verfügung gestellt.
zwischen kraftwerk und trafostation bzw. umspannwerk gibt es noch keinen N.
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auf jedem leiter hast du, in einem geschlossenen stromkreis, zwischen zwei punkten unterschiedliches potential (spannung). je schlechter der leiter und je weiter die punkte auseinanderliegen, desto grösser ist die spannung. bei deiner eindraht-stromversorgung, die nur mit hochspannung funktionieren kann (weil erdreich nunmal schlecht leitet), kann zu fuss gehen lebensgefährlich sein.
Spannung U errechnet sich aus Feldstärke E und abstand d wie folgt:
U=E*d
Angenommen, man hat einen trafo, der vom kraftwerk 10 km weit entfernt ist. Dazwischen liegt eine spannung von 220 kV an (hochspannungsleitung, für großindustrie), die einen Strom durch das erdreich verursacht. mal angenommen, ein mensch, der ~50cm dick ist, holt sich eine schaufel, und gräbt sich auf der halben strecke zwischen kraftwerk und trafo in die erde ein. Er befindet sich somit quasi direkt im leiter, im elektrischen feld der stärke:
E=220*10^3 V /10000 m=22 Newton/Coulomb
Da er ~0.5 meter dick ist, beträgt die potentialdifferenz zwischen seinem bauch und seinem rücken:
U=E*d=22 N/C *0.5 m= 11 V
11 Volt... Bei einer relativ kleinen distanz von 10 km und großindustrie...
schon mal eine frische 9V batterie mit der zunge berührt? Kitzelt so n bisschen.
Aber definitiv nicht genug um auf einem bein herumzuhüpfen. 
*wenn jemand an meiner rechnung was auszusetzen hat: her mit der kritik, lerne immer gerne was dazu
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Andrey schrieb:
*wenn jemand an meiner rechnung was auszusetzen hat: her mit der kritik, lerne immer gerne was dazu
Ja gerne. Du gehst davon aus, dass du 220kV Spannungsabfall zwischen Trafo und Kraftwerk hast. Das ist natürlich Käse und wäre extreme Verschwendung. Die Spannung fällt am Trafo ab. Sonst wär ja auch nix mehr zum Transformieren da. Vom Maschensatz hast du schonmal gehört? Idealerweise fällt während der 10km überhaupt nichts ab, es gibt natürlich immer Verluste etc. blahblah, aber die liegen nicht im kV-Bereich.
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Das habe ich eigentlich auch als extremen beispiel ausgedacht:
ich habe einfach so gerechnet, als würde man das ende von einer 10 km langen hochspannungsleitung nehmen, und einfach so an eine im boden vergrabene metallplatte anschliessen, ohne rücksicht auf verschwendung von ressourcen oder stromkosten zu nehmen...
Selbst wenn man so etwas schwachsinniges macht, besteht für die leute, die auf dem boden rumlaufen (bzw sich vergraben) laut meiner rechnung definitiv keine lebensgefahr... oder irre ich mich da immer noch in irgendeinem punkt?
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Andrey schrieb:
11 Volt... Bei einer relativ kleinen distanz von 10 km und großindustrie...
schon mal eine frische 9V batterie mit der zunge berührt? Kitzelt so n bisschen. Aber definitiv nicht genug um auf einem bein herumzuhüpfen.Naja, warum stellen wir die Stromversorgung nicht auf Lastwagenladungen mit Batterien um? Dafür scheints wohl irgendeinen Grund zu geben?
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Andrey schrieb:
Das habe ich eigentlich auch als extremen beispiel ausgedacht:
ich habe einfach so gerechnet, als würde man das ende von einer 10 km langen hochspannungsleitung nehmen, und einfach so an eine im boden vergrabene metallplatte anschliessen, ohne rücksicht auf verschwendung von ressourcen oder stromkosten zu nehmen...
Selbst wenn man so etwas schwachsinniges macht, besteht für die leute, die auf dem boden rumlaufen (bzw sich vergraben) laut meiner rechnung definitiv keine lebensgefahr... oder irre ich mich da immer noch in irgendeinem punkt?Mal abgesehen davon, dass das total schwachsinnig ist und der Spannungsabfall sich auch nicht gleichmäßig auf die Strecke verteilen würde: Deine 10km sind völlig willkürlich. Nimm eine kürzere Entfernung und es wird zunehmend unangenehmer.
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Nimm eine kürzere Entfernung und es wird zunehmend unangenehmer.
sicher. schließlich steht man dann irgedwann da: erdungskabel des kraftwerks in der rechten hand, erdungskabel der fabrik in der linken. Das überlebt dann wohl keiner mehr.
Aber in so einem fall ist es nicht wirklich kostenspielig, den stromkreis direkt mit einem kupferleiter zu schliessen: die entfernung ist ziemlich klein.
Wenn aber eine stadt mehrere dutzend kilometer weit weg ist, dann ist es nicht mehr sinnvoll, eine zusätzliche dicke kupferleitung zurück zum kraftwerk zu führen. Da ist es sinnwoller, das kraftwerk sowie den trafo in der stadt zu erden.Mal abgesehen davon, dass das total schwachsinnig ist
na gut, dass der beispiel an sich extrem übertrieben und lächerlich ist, hab ich ja wohl schon öfters erwähnt, aber wie gesagt: damit wollte ich zeigen, dass dabei sicherlich keine fußgänger gegrillt werden.
der Spannungsabfall sich auch nicht gleichmäßig auf die Strecke verteilen würde
wie soll er sich denn da sonst verteilen?
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Andrey schrieb:
wie soll er sich denn da sonst verteilen?
Ungleichmäßig natürlich. Wir leben hier in der realen Welt, da sind die Kraftwerke und Verbraucher keine punktförmigen Objekte im Vakuum.
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basher hat immer so nen unfreundlichen ton
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Ungleichmäßig natürlich. Wir leben hier in der realen Welt, da sind die Kraftwerke und Verbraucher keine punktförmigen Objekte im Vakuum.
Das ist mir schon bewusst, mit dem beispiel wollte ich vista auch nicht dazu animieren, mit einer schaufel und einem voltmeter zur nächsten hochspannungsleitung zu laufen, um einige exaktere messungen anzustellen
Die größenordnung der spannung wird schon stimmen (bzw, die wird definitiv nirgendwo überschritten) damit steht für mich fest, dass man ohne eine zusätzliche leitung zurück zum kraftwerk auskommen kann, und dass dabei keine lebensgefahr für menschen, die barfuß rumlaufen, besteht.
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Andrey schrieb:
...mit dem beispiel wollte ich vista auch nicht dazu animieren, mit einer schaufel und einem voltmeter zur nächsten hochspannungsleitung zu laufen, um einige exaktere messungen anzustellen
das würde vista auch nicht machen, warum irgendwelche leckströme finden, die mit der sache nix zu tun haben?
deine feldstärken- und spannungsgleichung ist für unser problemchen sowieso nicht das richtige.
du musst das mehr wie ein widerstandsnetzwerk betrachten...
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oookay! Strom durch erde und den eingebuddelten menschen ist konstant:
I=const
Die spannung U über einen widerstand R bei reihengeschalteten wiederständen (erde-mensch-erde) ergibt sich wie folgt:
R=U/I => U=RI
da ja die erde sooo schlecht leitet (kleiner leitwert, hat vista selbst mal gesagt^^
) => ist der widerstand R-erde seehr groß, einverstanden?
Der kleine mensch ist dagegen eher ein relativ gut leitender angesäuerter salziger wassertropfen => der Widerstand R-mensch ist vergleichsweise klein.Also was haben wir:
Stromstärke I durch die widerstände R-erde R-mensch R-erde ist konstant
R-erde=sehr groß
R-mensch=sehr klein=>U-erde=IR-erde =sehr viele volts
=>U-Mensch=IR-mensch =seehr wenige volts => immer noch keine gefahr :pwelche einwände habt ihr sonst noch auf lager heh?
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Andrey schrieb:
=>U-Mensch=I*R-mensch =seehr wenige volts
ja, weil die spannung zusammenbricht, wenn der mensch 'dazwischengeschaltet' wird.
bei der sehr hohen 'leerlaufspannung' und dem grossen erdwiderstand fällt der widerstand des menschlichen körpers kaum ins gewicht.
...und sollten dabei durch den armen kerl ca. 50mA fliessen (was bei den vielen kilovolts nicht unwahrscheinlich ist) fühlt der sich bestimmt nicht mehr ganz wohl danach.
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also...
eigentlich ist alles was wir da besprechen vollkommener unsinn, weil sich niemand zum spaß neben einem kernkraftwerk eingräbt. Der mensch wird wohl nur unter seltsamsten umständen mit der ganzen erde drumherum in reihe geschaltet werden^^ Und weil er sich ja nicht direkt im stromkreis befindet, sondern nur einen leiter berührt, kann es höchstens dazu kommen, dass kapazitiver strom hinundher fließt (der mensch wird immer wieder ein bisschen aufgeladen und entladen, aber er leitet nichts durch) [vogel können schlieslich auch auf den (gewöhnlichen, keinen hochspannungs-, bzw. ich weis es nicht genau) leitungen "barfuß" sitzen, und den passiert nichts]
Da die erde an sich sehr schlechter leiter ist, und da meistens noch eine dicke gummischuhsohle dazwischen ist, werden da wohl keine zu größe ströme durch den menschen fliessen. Und die zeichnung nr.6 haben wir ja gesehen: da sind nur drei leiter L1 L2 L3 die vom kraftwerk gehen, Nullleiter ist geerdet. Also wird s schon irgendwie stimmen, dass keine gefahr besteht! vista, gibs endlich auf :pdas mit den vogeln: sind die leitungen, die da rumhängen, eigentlich isoliert? nein oder?
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Andrey schrieb:
Selbst wenn man so etwas schwachsinniges macht, besteht für die leute, die auf dem boden rumlaufen (bzw sich vergraben) laut meiner rechnung definitiv keine lebensgefahr... oder irre ich mich da immer noch in irgendeinem punkt?
es besteht wohl keine gefahr, wenn die erdung des trafo-häuschens gut genug ist. das kann ja der netzbetreiber sicherstellen.
den erdungen der privaten wohnhäuser würde ich nicht mehr vertrauen (irgendjemand rammt seine private erdung bestimmt nur 30cm neben einem gasrohr in den boden und wundert sich dann, wenn er im himmel ist), aber an die privatehäuser führt man ja netterweise einen nullleiter.
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ähm... ich hab zwar auch noch nie ein "haus" (bzw ein riesengebäude, das einen eigenen fetten trafo und eine erdung besitzt, irgendein stadion oder rieseneinkaufszentrum oder sowas) gebaut, aber sei unbesorgt: hier in deutschland braucht man wahrscheinlich soviele genehmigungen und gutachten und was weiß ich was für zettel, dass solche fehler bestimmt niemals vorkommen können.
den erdungen der privaten wohnhäuser würde ich nicht mehr vertrauen
ja, wie du selbst schon gesagt hast: bei privaten bauvorhaben überlässt sowas niemand einfachen leuten, die davon keine ahnung haben, sondern verlegt eine transformierte L1 bzw. L2 oder L3 und eine Nulleitung.
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Zitate aus dem PDF das ich angegeben habe:
Der Strom durch den Nulleiter sucht sich nun den “leichtesten” Weg, entweder über die PEN Leitung oder direkt über Erde zurück zum Trafo oder zum Kraftwerk. Dadurch entstehen in dicht besiedelten Gebieten nicht unerhebliche vagabundierende Wechselströme durch die Erde.
Die durch Asymmetrien bedingten Ausgleichsströme durch den Nulleiter fließen durch die Erde.