[Physik] Wie funktionieren Elektroloks?
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Als Heute eine im Bahnhof eingefahren ist, dachte ich mir: Wieso haben die eigentlich zwei Stromabnehmer? Meine Idee war, dass einer für eine Fahrtrichtung da ist. Also zum Umpolen. Aber dann ist mir aufgefallen, dass da ja nur ein Kabel ist. Wie geht das? Man braucht doch immer einen geschlossenen Stromkreis. Leiten die den Strom in den Boden?
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ähm, sry, wenn ich deine beschreibung falsch verstehe (skizzen kann man hier leider nicht einfügen
) aber ich dachte eigentlich immer, dass es mit dem stromnetz allgemein immer so ist, dass die spannung immer zwischen Netz und Erde aufgebaut wird, dass nur ein kabel notwendig ist, um den strom zu leiten.Bei den steckdosen ist es doch auch so: der eine kabel kommt vom trafo, der andere anschluss ist geerdet + zur sicherheit noch ein dritter, auch einfach geerdet. Der Strom fliesst durch den boden ab, und weil ja die "querschnittsfläche" von so einem "boden" als leiter riesig ist, ist der widerstand ziemlich klein=> man braucht keine zweite leitung zurück zum trafo/kraftwerk.
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Ich dachte hingegen immer bei Kraftstrom (380 Volt) z.B. liegen tatsächlich 2 (bzw 3) Kabel vom Kraftwerk zur Steckdose die auch nötig sind !?
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ja, stimmt...
Die generatoren in kraftwerken erzeugen normalerweise drei wechselströme gleichzeitig, dieser "Drehstrom" wird aber in gewöhnlichen haushalten nicht benötigt, man kommt jeweils mit einem strang aus=> einfach sinusförmiger strom.Für starke motoren (wie elektrolocks) würde es aber schon sinn machen, die mit allen drei strängen zu speißen... MessageBox, bist du dir da sicher, dass oben nur ein kabel ist?
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Andrey schrieb:
aber ich dachte eigentlich immer, dass es mit dem stromnetz allgemein immer so ist, dass die spannung immer zwischen Netz und Erde aufgebaut wird, dass nur ein kabel notwendig ist, um den strom zu leiten.
nö. man führt zwei leitungeb an den rasierapparat. wäre ein bißchen doof, nur eine leitung zu nehmen und die anderere hat halt durch den körper des zu rasierenden zu gehen.
ist sich besser, man benutzt die "erde" am e-werk und führt sie per kabel bis zu rasierapparat. eine schlecht geerdete lokale erde führt nur zu lustigen effekten, die man besser vermeiden sollte.
die eisenbahn kann deswegen darauf verzichten, weil sie die schienen hat. ok, ist zwar kein kupfer, aber armdicker stahl leitet auch ganz gut. wirst wenige dinge in deutschland finden, die besser geerdet sind, als eine am gleisnetz angeschlossene eisenbahnschiene.
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Andrey schrieb:
MessageBox, bist du dir da sicher, dass oben nur ein kabel ist?
die oberleitung ist nicht immer so ganz genau über der mitte des zuges. schon deswegen weil die schienen bögen machen und die oberleitung nur aus geradenstücken besteht. in kurven sieht das dann so aus, als würde die oberleitung hin- und herpendeln.
das führt dazu, daß man ein wenig spielraum lassen muss und der stromabnehmer breit wird. hier ein nicht mehr gebautes modell, das zwei leitungen von oben abnimmt. http://de.wikipedia.org/wiki/Bild:ELeDrac1.jpg
das erscheint mir auf die dauer ganz schön teuer und kompliziert. wie führt man das weiter bei weichen?
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http://www.elektrolok.de/xU/t12.htm
Alles was man dazu wissen will und noch viel mehr.
Kurz: Der Strom geht von der Oberleitung durch die Lok in die Schiene. Zwei Stromabnehmer sind da, damit man weiterfahren kann, falls einer defekt ist. Ausserdem gibt es noch Loks die auf verschiedenen Netzen fahren können. Da gibts je ein Abnehmer pro Stromnetz.
PS: In ein Gebäude führen immer 3 Wechselstromleitungen, wobei diese, falls alle drei Leitungen gleichmässig belastet sind, sich gegenseitig als Nullleiter dienen.
Falls die 3 Leitungen ungleichmässig belastet sind, geht die Differenz durch den Boden zum Kraftwerk zurück.
PPS: Die Oberleitung pendelt hin und her, damit der Stromabnehmer gleichmässig abgenutzt wird und keine Kerbe entsteht. Wenn man sich achtet, sieht man, dass die Stromkabel immer abwechselnd von links und dann von rechts gespannt werden.
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pasti schrieb:
PS: In ein Gebäude führen immer 3 Wechselstromleitungen, wobei diese, falls alle drei Leitungen gleichmässig belastet sind, sich gegenseitig als Nullleiter dienen.
nein, es sind 4. die drei stromführenden und ein gegenpol (nulleiter).
der nulleiter wird gebäudeintern noch mal aufgeteilt in nulleiter und schutzleiter (dieser komischen metall-laschen an der steckdose).
zwischen 2 stromführenden sind etwa ~400V, zwischen einem davon und dem nullleiter etwa ~230Vpasti schrieb:
Falls die 3 Leitungen ungleichmässig belastet sind, geht die Differenz durch den Boden zum Kraftwerk zurück.
damit die regenwürmer im winter nicht frieren müssen?
nein, durch den boden geht garnix, ausser beim blitzableiter
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volkard schrieb:
wäre ein bißchen doof, nur eine leitung zu nehmen und die anderere hat halt durch den körper des zu rasierenden zu gehen.
Das wäre aber eine hervorragende Methode, etwas mehr Bewusstsein für Energieverbrauch in der Bevölkerung zu schaffen. Besser als jede Statistik.
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damit die regenwürmer im winter nicht frieren müssen?
ich sehe nach wie vor keinen wirklich guten grund, eine zusätzliche leitung zurück zum kraftwerk zu führen. Statt spannung zwischen den "zwei" leitungen (hin zum verbraucher, zurück zum kraftwerk) kann man doch genau sogut eine potenzialdifferenz gegenüber der umgebung aufbauen, also zwischen _der_einen_leitung_ und der erde...
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Andrey schrieb:
damit die regenwürmer im winter nicht frieren müssen?
ich sehe nach wie vor keinen wirklich guten grund, eine zusätzliche leitung zurück zum kraftwerk zu führen. Statt spannung zwischen den "zwei" leitungen (hin zum verbraucher, zurück zum kraftwerk) kann man doch genau sogut eine potenzialdifferenz gegenüber der umgebung aufbauen, also zwischen _der_einen_leitung_ und der erde...
die erde hat nun mal nicht so den tollen leitwert wie ein kupferkabel.
das würde vielleicht mit hochspannung (einige zig kilovolt) gehen, aber dann müssten wir alle auf einem bein hüpfen anstatt zu laufen
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pasti schrieb:
PPS: Die Oberleitung pendelt hin und her, damit der Stromabnehmer gleichmässig abgenutzt wird und keine Kerbe entsteht. Wenn man sich achtet, sieht man, dass die Stromkabel immer abwechselnd von links und dann von rechts gespannt werden.
jo, ist überzeugend.
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vista schrieb:
die erde hat nun mal nicht so den tollen leitwert wie ein kupferkabel.
das würde vielleicht mit hochspannung (einige zig kilovolt) gehen, aber dann müssten wir alle auf einem bein hüpfen anstatt zu laufenbin mit beiden aussagen nicht einverstanden.
- Das mit dem leitwert mag zwar stimmen, aber wen interessiert der leitwert, wenn die querschnittsfläche des leiters sogut wie unendlich groß ist? =>Wiederstand ist in etwa=0 , und der ist letztendlich ausschlaggebend, nicht der leitwert
2)Warum hüpfen? damit es einen stromschlag gibt, muss irgendwo strom fliessen. Wenn man auf der geladenen Erde steht, kann höchstens ein kapazitiver strom bei der änderung der ladung des gesammten erdballs in den menschen hinein oder aus dem menschen heraus fliessen. Wenn man jetzt die größe der Erde betrachtet, und sich dann überlegt, wieviele elektronen alle kraftwerke der welt aus diesem erdball "rauspumpen" können, wird man wahrscheinlich feststellen, dass da praktisch gar kein strom fließt. Nur theoretisch. wahrscheinlich so 2-3 elektronen in einem halben jahrtausend oder so ähnlich. Kein grund auf einem bein herumzuhüpfen... :p
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Andrey schrieb:
- Das mit dem leitwert mag zwar stimmen, aber wen interessiert der leitwert, wenn die querschnittsfläche des leiters sogut wie unendlich groß ist? =>Wiederstand ist in etwa=0 , und der ist letztendlich ausschlaggebend, nicht der leitwert
wie rasiere ich mich dann in meiner holzhütte am strand? ist es zufriedenstellend, wenn ich mir als masse einen eisenpfahl drei meter in den trockenen sand treibe? ungefähr null mal ungefähr drei meter ist bei mir noch recht wenig. was passiert meinem nachbarn, der immer hinter seine hütte strullert, sich dabei am wasserhahn (dieser ist zufällig sehr gut geerdet) festhält, und jetzt einen kontakt zu meinem erdungspfahl hat, der viel besser leitet als trockener sand?
das ist das risiko doch nicht wert.
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Andrey schrieb:
2)Warum hüpfen? damit es einen stromschlag gibt, muss irgendwo strom fliessen.
tut's ja auch.
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.
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@vista: http://www.rotek.at/produkte/pdf-aktuell/Generator_Allgemein_Grundlagen-3P-Netz_Rotek_DE_Drucker.pdf
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pasti schrieb:
@vista: http://www.rotek.at/produkte/pdf-aktuell/Generator_Allgemein_Grundlagen-3P-Netz_Rotek_DE_Drucker.pdf
was meinst du im speziellen? abbildung 6?
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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.
