Hallo mal wieder. Es ist ja immer in aller Munde, dass elektrische Energie mit Wechselspannung verlustärmer als bei Gleichspannung übertragen werden kann. Man denke dabei beispielsweise an Hochspannungs-Freileitungen. Vom Standpunkt der Elektrodynamik können das leider nur die wenigsten erklären. Aber warum ist das so bei Wechselspannung? Liegt es daran, dass in diesem Falle die Ladungsträger nicht durch den Leiter fließen müssen wie im Gleichstromfall, sonder um eine "Ruhelage" schwingen? Grüße Klaus
@ Klaus A. (tagtraeumer) >Es ist ja immer in aller Munde, dass elektrische Energie mit >Wechselspannung verlustärmer als bei Gleichspannung übertragen werden >kann. Man denke dabei beispielsweise an Hochspannungs-Freileitungen. Eben. > Vom >Standpunkt der Elektrodynamik können das leider nur die wenigsten >erklären. Wozu auch? Es reicht das KLEINE 1x1 der Elektrotechnik. Man muss nicht immer den Maxwell raushängen lassen. >Aber warum ist das so bei Wechselspannung? Ganz einfach. Weil man mittels Trafo auf eine hohe bis sehr hohe Spannung transformieren kann und dabei bei gleicher Leistung deutlich weniger Strom braucht was damit bei gegebenem Leitungsquerschnitt zu deutlich geringern ohmschen Verlusten führt. Denn der Leitungsquerschnitt kann aus technischen wie auch ökonomischen Gründen nicht beliebig vergrößert werden. > Liegt es daran, dass in >diesem Falle die Ladungsträger nicht durch den Leiter fließen müssen wie >im Gleichstromfall, sonder um eine "Ruhelage" schwingen? Nö. Siehe oben. Und bei richtig langen Leitungen und sehr großen Leistungen im GW-Bereich ist die Gleichspannung wieder besser, aka HGÜ. Denn dort hat man keine Blindleistung, welche ein Nachteil der Wechselstromübertragung ist. Aber auch HGÜ hat Nachteile, u.a. die deutlich aufwändigeren Wandlerstationen am Anfang und Ende.
Eine hohe Gleichspannungsübertragung wäre sogar noch verlustärmer, weil der induktive Widerstand wegfällt und bei längeren Hochspannungsleitungen auch keine Resonanzerscheinungen bei 50 Hz auftreten können (siehe Russland), die einen Teil der Energie wie eine Antenne einfach unwiderruflich abstrahlen. Nur, wie bekomme ich die hohe Gleichspannung wieder klein (230V=)? Dank der vielen Schaltnetzteile wäre diese Spannung für die Haushalte sogar verwendbar. Für Drehstrommotoren bräuchte man dann allerdings einen Wechselrichter. Das ist aber nicht weiter schlimm, weil dann wenigstens die Drehzahl bequem über die Frequenz eingestellt werden könnte.
Michael M. schrieb: > Eine hohe Gleichspannungsübertragung wäre sogar noch verlustärmer, weil > der induktive Widerstand wegfällt und bei längeren > Hochspannungsleitungen auch keine Resonanzerscheinungen bei 50 Hz > auftreten können (siehe Russland), die einen Teil der Energie wie eine > Antenne einfach unwiderruflich abstrahlen. Danke Michael. Sehr interessanter Aspekt mit der Resonanzerscheinung. Könntest Du mir in einfachen Worten erklären, warum nur Energie abgestrahlt werden kann, wenn die Antenne in Resoanz ist. Wenn also der Wechselstrom nur den Wirkwiderstand "sieht". Habe das nie so richtig verstanden. Grüße Klaus
@ Klaus A. (tagtraeumer) >Sehr interessanter Aspekt mit der Resonanzerscheinung. Gähn > Könntest Du mir >in einfachen Worten erklären, warum nur Energie abgestrahlt werden kann, >wenn die Antenne in Resoanz ist. Das kann sie auch ohne optimale Anpassung bzw. Länge, nur daß es dann halt weniger abstrahlt. Aber Es gibt nur gaaanz wenige Wechselspannungsleitungen, wo man auch nur ANSATZWEISE in die Nähe von Lambda/4 kommt. Bei 50 Hz sind das nämlich 1500km, Berlin-Moskau.
Ich versuche es mal zu erklären. Wenn keine Resoanz in der Antenne herrscht, gibt es Wirk- und Blindleistung, wobei die Blindleistung nicht abgestrahlt werden kann. Wenn die Blindelemente durch die Resoanz aufgehoben sind, existiert nur noch WIrkleistung, die abgestrahlt werden kann. Der Anteil in der Blindleistung ist nun zusätzlich in Wirkleistung übergegeangen. Ist das richtig? Gruß Klaus
Bei der Energieübertragung mit Wechselspannung ist es das elektromagnetische Feld, das die Energie überträgt. Bei Gleichspannungsübertragung gibt es kein elektromagnetisches Feld, was aber transportiert in diesem Falle die Energie? Grüße Klaus
Hi Klaus A. schrieb: > was aber transportiert in diesem Falle die Energie? Das Elektron, Welches links raus fällt, wenn man rechts Eins rein prügelt. MfG
Klaus A. schrieb: > was aber transportiert in diesem Falle die Energie? In beiden Fällen werden Elektronen bewegt und durch deren Fluss kann Energie zu einer anderen Stelle transportiert werden. Dass ein Feld aufgebaut wird ist auch in beiden Fällen der Fall. Nur bei einem Fall verändert sich das Feld und beim anderen eben nichts. Selbst die Lorentzkraft wirkt in beiden Leitern, nur dass der eine deshalb mit 50Hz schwingt und der andere eben nur in eine Richtig gezogen wird. Die Wechselspannung lässt sich nur einfacher transformieren, mehr ist es nicht. Wenn du hier allerdings fragst was sich besser übertragen lässt (Thread-Thema in der Überschrift), dann ist es eindeutig die Gleichspannung. Wenn man die Gleich- oder Wechselspannung allerdings durch einen gekühlten Supraleiter fließen lässt, dann wird ja kein Feld aufgebaut und beide Arten der Energieübertragung sind gleich gut. Im Moment lässt sich die Wechselspannung noch günstiger und einfacher mit üblichen Transformatoren umwandeln, aber das wird sich wohl auch mit der Zeit ändern. Wenn dann ein kleines Transformatorhäuschen für 100kV mit einem winzigen Transformator mit einer Schaltfrequenz von 2MHz die Spannung von 100kV auf 400V runter transformiert, dann gewinnt die Technik welche das wenigste Kupfer verbraucht. Es wird dann einen neuen Standard geben der in Steckdosen eine Abschaltvorrichtung vorsieht die das Netz mittels Transistors trennt bevor man den Stecker ziehen kann. Vielleicht gibt es später auch ganz andere Sorten von Steckdosen und Steckern. Es ist möglich dass dieses Gleichstromnetz in der ersten Zeit nur für Photovoltaik, Windkraft, Energiespeicher [LiIon, NaIon, Kondensatoren] und e-Autos Verwendet wird und es dann allmählich Haushaltsgeräte gibt die ebenfalls Gleichspannung nutzen. Vielleicht verläuft dann eine 400V Gleichspannungsleitung zu jedem Haus und im Haus wird einmal mit der Gleichspannung gearbeitet (Solarmodule, Haushaltsakku, eAuto usw.) und dann gibt es noch einen Umwandler der Wechselstrom für die anderen Haushaltsgeräte zur Verfügung stellt. Gibt es schon Überlegungen für Gleichspannungs-Stecker/Steckdosen.
Klaus A. schrieb: > Es ist ja immer in aller Munde, dass elektrische Energie mit > Wechselspannung verlustärmer als bei Gleichspannung übertragen werden > kann. Da das falsch ist, kann man auch nicht erklären, warum das so ist.
Mike J. schrieb: > Die Wechselspannung lässt sich nur einfacher transformieren, mehr ist es > nicht. Witzbold. Lerne nochmal die Grundlagen. Ein weiterer Vorteil von Wechselspannung ist z.B. die sicherere Möglichkeit der Abschaltung (Löschung des Lichtbogens).
K. L. schrieb: > Witzbold. Lerne nochmal die Grundlagen. > > Ein weiterer Vorteil von Wechselspannung ist z.B. die sicherere > Möglichkeit der Abschaltung (Löschung des Lichtbogens). Die bis in die 1960er Jahre üblichen Lichtschalter in Wohnungen hatten auch keine Probleme, gleichströme zu trennen.
@ Harald Wilhelms (wilhelms) >> Ein weiterer Vorteil von Wechselspannung ist z.B. die sicherere >> Möglichkeit der Abschaltung (Löschung des Lichtbogens). >Die bis in die 1960er Jahre üblichen Lichtschalter in Wohnungen >hatten auch keine Probleme, gleichströme zu trennen. Legende. Nur weil es halbwegs funktionierte, heißt das nicht, daß es "problemlos" war. Denn erstens war die Gleichspannung verhältnismäßig niedirg (110V) und zweitens war man noch nicht so extrem auf Sicherheit fixiert, wie das heute der Fall ist. Und Außerdem waren die Schaltkontakte und damit die Schalter RIESIG.
@Mike J. (linuxmint_user) >Im Moment lässt sich die Wechselspannung noch günstiger und einfacher >mit üblichen Transformatoren umwandeln, aber das wird sich wohl auch mit >der Zeit ändern. Kann sein, muß nicht. Im Moment sieht es aber eher nicht danach aus. >Wenn dann ein kleines Transformatorhäuschen für 100kV mit einem winzigen >Transformator mit einer Schaltfrequenz von 2MHz die Spannung von 100kV >auf 400V runter transformiert, dann gewinnt die Technik welche das >wenigste Kupfer verbraucht. Träumer ;-) >Es wird dann einen neuen Standard geben der in Steckdosen eine >Abschaltvorrichtung vorsieht die das Netz mittels Transistors trennt >bevor man den Stecker ziehen kann. Vielleicht gibt es später auch ganz >andere Sorten von Steckdosen und Steckern. Jaja, und in dem gleichen Jahr gibt es die 1. bemannte Marslandung ;-) >Es ist möglich dass dieses Gleichstromnetz in der ersten Zeit nur für >Photovoltaik, Windkraft, Energiespeicher [LiIon, NaIon, Kondensatoren] >und e-Autos Verwendet wird und es dann allmählich Haushaltsgeräte gibt >die ebenfalls Gleichspannung nutzen. Vielleicht. Oder auch nicht. Denn das bestehende System der Wechselspannungvereteilung ist nicht nur über 100 Jahre alt und gewachsen, es hat auch viele Vorteile, die man auch mit viel High Tec und Hipster-Sprech nicht einfach beiseite schieben kann. >Vielleicht verläuft dann eine 400V Gleichspannungsleitung zu jedem Haus >und im Haus wird einmal mit der Gleichspannung gearbeitet Das gibt es schon lange, das ist die Zwischenkreispannung in fast jedem größeren PC-Netzteil. Aber dort kommt keiner ran und die Sicherung liegt auch am AC-Eingang und NICHT im DC Zwischenkreis! >Gibt es schon Überlegungen für Gleichspannungs-Stecker/Steckdosen. Die gibt es, aber bisher ist das alles nur akademisch. Denn die vermeitlichen Vorteile schmelzen schnell dahin, wenn man mal die Hipster-Brille absetz.
Falk B. schrieb: > Jaja, und in dem gleichen Jahr gibt es die 1. bemannte Marslandung ;-) Mit Diode als Transportmittel kann das schneller kommen, als deinem Hausnetz vielleicht lieb sein wird. ;-) https://www.morgenpost.de/web-wissen/article108655626/Hollaender-plant-bemannte-Mars-Mission-ohne-Rueckkehr.html
@ A. K. (prx) >> Jaja, und in dem gleichen Jahr gibt es die 1. bemannte Marslandung ;-) >Mit Diode als Transportmittel kann das schneller kommen, als deinem >Hausnetz vielleicht lieb sein wird. ;-) >https://www.morgenpost.de/web-wissen/article108655... ;-) Boulevardpresse für Nerds. "Ich halte sowohl den Kostenrahmen als auch den Zeitplan für völlig unrealistisch", sagt Ulrich Walter. "Es sollte also ein Leichtes sein, so Lansdorp, mit Liveübertragungen vom Marsflug und dem Alltagsleben der Siedler mindestens ebenso viel Geld einsammeln zu können." Eine Truman-Show im All. Witzig. Da hat wohl jemand das Drehbuch von "Der Marsianer" mit echter Wissenschaft verwechselt? Meine Prognose. Auch die NASA wird 2030 NICHT bemannt auf dem Mars landen. Das hat nicht nur technische sondern auch strategisch-realpolitische Gründe. Und last but not least, es ist praktisch im Moment total sinnlos. Jeder "Ausflug" in eine irdische Wüste ist 1000 fach einfacher und bringt den gleichen Nulleffekt. Jaja, ich weiß, es geht hier nicht um kurzfristige ökonomische Effekte, sondern um die sportliche, wissenschaftliche Herausforderung für die Menschheit/westliche Welt. https://www.youtube.com/watch?v=g25G1M4EXrQ#t=1m42s Eine frühe, amerikanische Interpretation des urdeutschen Themas "Wir schaffen das!".
Falk B. schrieb: > Eine Truman-Show im All. Witzig. Natürlich ist das blühender Unsinn. Aber ohne "... holt mich hier raus" Möglichkeit würde solches "Reality-TV" erheblich gewinnen. ;-)
Falk B. schrieb: > Jaja, ich weiß, es geht hier nicht um kurzfristige > ökonomische Effekte, sondern um die sportliche, wissenschaftliche > Herausforderung für die Menschheit/westliche Welt. > > Youtube-Video "We Choose to go to the Moon" Bevor die sich Gedanken machen irgend wann zum Mars zu fliegen wäre es doch sinnvoll erst mal zum Mond zu fliegen um dort einen Moon-rover fahren zu lassen. Später werden sie dann ein echtes Team zum Mond schicken welches dort versucht zu überleben. Wenn auf dem Mond etwas passiert und sie neue Teile oder etwa Nahrung benötigen weil das mit dem Anbau von Nahrung nicht funktioniert, dann kann man innerhalb von wenigen Monaten Nachschub liefern. Es wäre jedenfalls nur logisch es erst mal dort zu versuchen und sich die Probleme aufzeigen zu lassen die man nicht bedacht hat. Wenn etwas auf dem Mars schief läuft, dann müssen sie dort 6 Jahre warten und der finanzielle Aufwand ist auch unnötig hoch. Die sollen mal zeigen dass sie ihre Landesphäre auf einem einzigen Raketenstrahl wieder nach oben kriegen ... und zwar mit der Technik von vor über 50 Jahren. Ich bin der Ansicht dass die das damals gut gefacked haben und sie keine Technik hatten um das realisieren zu können. Die notwendige Technik gibt es im übrigen immer noch nicht, obwohl SpaceX da inzwischen einige Fortschritte gemacht hat. Eine sichere Hin- und Rückreise steht noch in den Sternen. Wenn sie auf dem Mond Erz fördern können und in der Lage sind aus den örtlichen Rohstoffen alles mögliche zu machen, dann spart man sehr viel Gewicht ein welches dort hin transportiert werden müsste.
@ Mike J. (linuxmint_user) >Bevor die sich Gedanken machen irgend wann zum Mars zu fliegen wäre es >doch sinnvoll erst mal zum Mond zu fliegen um dort einen Moon-rover >fahren zu lassen. Später werden sie dann ein echtes Team zum Mond >schicken welches dort versucht zu überleben. Stimmt. Das haben sie aber schon auf der Erde vergeigt. https://de.wikipedia.org/wiki/Biosph%C3%A4re_2 http://www.handelsblatt.com/technik/forschung-innovation/biosphaere-2-eine-der-schlechtesten-ideen-des-jahrhunderts/14599306.html "Menschliche Gruppendynamik“ sei in dem Kuppelbau die größte Herausforderung gewesen, Details wollte sie keine nennen." Komune 1 läßt grüßen ;-) https://de.wikipedia.org/wiki/Kommune_I >Wenn auf dem Mond etwas passiert und sie neue Teile oder etwa Nahrung >benötigen weil das mit dem Anbau von Nahrung nicht funktioniert, dann >kann man innerhalb von wenigen Monaten Nachschub liefern. Tagen bis Wochen. >Es wäre jedenfalls nur logisch es erst mal dort zu versuchen und sich >die Probleme aufzeigen zu lassen die man nicht bedacht hat. Stimmt. >Wenn etwas auf dem Mars schief läuft, dann müssen sie dort 6 Jahre >warten und der finanzielle Aufwand ist auch unnötig hoch. Eher 6 Monate. Naja, du liegst immerhin nur eine Größenordnung daneben. >Ich bin der Ansicht dass die das damals gut gefacked haben und sie keine >Technik hatten um das realisieren zu können. Tststst, immer dieser Verschörungstheoretiker. > Die notwendige Technik gibt >es im übrigen immer noch nicht, obwohl SpaceX da inzwischen einige >Fortschritte gemacht hat. Eine sichere Hin- und Rückreise steht noch in >den Sternen. >Wenn sie auf dem Mond Erz fördern können und in der Lage sind aus den >örtlichen Rohstoffen alles mögliche zu machen, dann spart man sehr viel >Gewicht ein welches dort hin transportiert werden müsste. Bitte nicht schon wieder Star Craft mit der Realität verwechseln ;-)
Klaus A. schrieb: > Es ist ja immer in aller Munde, dass elektrische Energie mit > Wechselspannung verlustärmer als bei Gleichspannung übertragen werden > kann. Nein, ist es nicht. Bei langen Hochspannungsleitungen, erst recht wenn sie unter der Erde liegen, nimmt man Gleichsspannung um die Verluste klein zu halten, HGÜ. > Man denke dabei beispielsweise an Hochspannungs-Freileitungen. Vom > Standpunkt der Elektrodynamik können das leider nur die wenigsten > erklären. Erklären kann man, daß sich Wechselspannug viel einfacher auf diese hohe Spannung hochtransformieren lässt, und man bei hoher Spannung weniger Verluste hat weil die Stromstärker für gleiche leistung geringer ist und somit die Verluste am Leitungswiderstand geringer sind, und am Ziel wieder runtertransformieren lässt, denn Gleichspannung lässt sich gar nicht transformieren > Aber warum ist das so bei Wechselspannung? Liegt es daran, dass in > diesem Falle die Ladungsträger nicht durch den Leiter fließen müssen wie > im Gleichstromfall, sonder um eine "Ruhelage" schwingen? Oje. Da hat aber jemand Physik in der Schule massiv geschwänzt.
Michael B. schrieb: >> Aber warum ist das so bei Wechselspannung? Liegt es daran, dass in >> diesem Falle die Ladungsträger nicht durch den Leiter fließen müssen wie >> im Gleichstromfall, sonder um eine "Ruhelage" schwingen? > > Oje. Da hat aber jemand Physik in der Schule massiv geschwänzt. Hallo Michael, nein, habe eigentlich nie geschwänzt, aber auf dem Gymnasium wurde der Wechselstrom nicht behandelt. Kein Scherz. Wechselstrom, auch bei 50Hz, stellt eine elektrische Schwingung da. Wie kann man sich den Vorgang nun vorstellen? Das Elektronengas schwingt doch relativ zu den festen Atomrümpfen. Grüße Klaus
Klaus A. schrieb: > Wechselstrom, auch bei 50Hz, stellt eine elektrische Schwingung da. Wie > kann man sich den Vorgang nun vorstellen? Das Elektronengas schwingt > doch relativ zu den festen Atomrümpfen. Nein, die Elektronen fließen bei Wechselstrom genau so durch den Leiter wie bei Gleichstrom. Stell dir einen Schlauch vor durch den ein mal nur Wasser in eine Richtung fließt oder ständig ein paar Meter hin und her. Es gibt auch kein Elektronengas, die Elektronen bewegen sich von Atom zu Atom.
Klaus A. schrieb: > Hallo Michael, > > nein, habe eigentlich nie geschwänzt, aber auf dem Gymnasium wurde der > Wechselstrom nicht behandelt. Kein Scherz. Oh Scheiß, betreiben die Waldorfspinner nun auch Gymnasien? Old-Papa
@ Old Papa (old-papa) >> nein, habe eigentlich nie geschwänzt, aber auf dem Gymnasium wurde der >> Wechselstrom nicht behandelt. Kein Scherz. >Oh Scheiß, betreiben die Waldorfspinner nun auch Gymnasien? Spinner liegen voll im Trend! https://www.werbeartikel-dresden.de/de/Fidget-Spinner-Trend-rot
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