Hallo, ich habe echte Probleme! Und zwar hapert es bei meinem Verständnis für die Wechselspannung...ich habe gelesen, dass aus der Steckdose 230 Volt kommen und die Spannung periodisch (mit 50 Hz) ihre Polarität (Richtung) ändert. Nun weiß ich aber auch, dass es eine Phase und einen Neutralleiter gibt. In einer Steckdose kann ich mit dem Phasenprüfer dann auch eindeutig die Leitungen zuordnen. Irgendwie stelle ich mir in meinen Gedanken aber immer den Wechsel von + und - vor und begreife nicht, wie das mit einer konstanten Phase auf der einen Leitung und einem konstanten Neutralleiter auf der anderen Leitung zu vereinen ist. Nach meinem Verständnis müssten die beiden Anschlüsse mit 50 Hz ihre Plätze tauschen, was aber offensichtlich nicht passiert. Könnte mir das bitte jemand sehr anschaulich(=einfach) erklären? Dann habe ich mal ein paar Experimente mit Wechselstrom durchgeführt. Ich habe mit einem Funktionsgenerator einen Sinus mit 50 Hz erzeugt und mit einer Amplitude von 13 Volt, nennt man wohl 13 Vpp. Die erzeugte Wechselspannung habe ich noch mit einem Oszilloskop überprüft. Mein Multimeter zeigt mir nun aber eine Wechselspannung von 4.1 Volt an. Zeigt das Multimeter den sogenannten Effektivwert an? Also 13/2 * (1/1.4142) ? Das wäre ja eigentlich 4.59 Volt, aber vielleicht ist das Multimeter ungenau? In der Steckdose messe ich mit dem Multimeter auch nur 225 Volt. Und bedeutet das für die Netzspannung, dass ich auf dem Oszilloskop eine Amplitude von 230 * 1.4142 * 2 = 650 Volt Vpp messen würde? Also ca. 325 Volt positive Amplitude und ca. 325 Volt negative Amplitude? Ich habe mich wegen meiner Verständnisprobleme nicht getraut, mit dem Oszilloskop an der Steckdose zu messen. In den technischen Daten ist die Max.Input Voltage mit 400vpk/DC bei 10:1-Tastkopf angegeben, eigentlich müsste ich dann doch Messungen durchführen können, wenn ich die Masse des Oszilloskops an den Schutzleiter lege und dann mit der Prüfspitze an die Phase gehe, oder doch nicht?
Mike wrote: > Nach meinem Verständnis müssten die > beiden Anschlüsse mit 50 Hz ihre Plätze tauschen, was > aber offensichtlich nicht passiert. "Phase" hat nichts mit der elektrischen Polarität zu tun. Der Neutralleiter ist einfach der, der auf Erdpotenzial gehalten wird, d. h. den kannst du (im Prinzip) anfassen, ohne dass du einen ,,elektrischen Schlag'' riskierst. Der Außenleiter dagegen schwankt in seiner Spannung abwechselnd zwischen -325 V und +325 V gegen das Erdpotenzial. > Dann habe ich mal ein paar Experimente mit Wechselstrom > durchgeführt. Mit Wechsel/spannung/ ;-) > Zeigt das Multimeter den sogenannten Effektivwert an? Ja. Die einfacheren dabei, indem sie eigentlich den arithmetischen Mittelwert bilden und daraus dann den Effektiv- wert ableiten (in der Annahme einer sinusförmigen Spannung). Sogenannte "True RMS"-Messgeräte ermitteln den Effektivwert dagegen unabhängig von der Kurvenform. (RMS -- repetitive mean square, in etwa "quadratischer Mittelwert"). > Volt, aber vielleicht ist das Multimeter ungenau? Der Oszi wird ungenauer sein als das Multimeter. > In der Steckdose messe ich mit dem Multimeter auch > nur 225 Volt. Die 230 V sind ja auch nur eine Nennspannung, die kann je nach Lastverhältnissen, Entfernung von der nächsten Trafostation etc. um einiges davon abweichen. > Und bedeutet das für die Netzspannung, dass ich auf dem > Oszilloskop eine Amplitude von 230 * 1.4142 * 2 = 650 Volt > Vpp messen würde? Also ca. 325 Volt positive Amplitude > und ca. 325 Volt negative Amplitude? Ja. > Ich habe mich wegen meiner Verständnisprobleme nicht getraut, > mit dem Oszilloskop an der Steckdose zu messen. Damit solltest du auch ein wenig vorsichtig sein, insbesondere da Oszilloskope in der Regel bereits einseitig geerdet sind. Wenn du jetzt die Masseleitung des Oszis in die ,,Phase'' der Steckdose steckst, knallt's. > In den > technischen Daten ist die Max.Input Voltage mit 400vpk/DC > bei 10:1-Tastkopf angegeben, eigentlich müsste ich dann > doch Messungen durchführen können, wenn ich die Masse des > Oszilloskops an den Schutzleiter lege und dann mit der > Prüfspitze an die Phase gehe, oder doch nicht? Ja.
also, du hast einen generator, der mit 50Hz läuft. an dessen ausgangsklemmen hast du z.b. 230Veff in sinusform, kannst du dir das soweit ersteinmal vorstellen? diese spannung ist ersteinmal schwebend, sprich, du kannst einen beliebigen kontakt mit z.b. dem erdpotential verbinden. das machen wir nun einmal im gedanken. dass in der praxis zwischen erdpotential und nulleiter eine kleine spannung auftritt, soll uns hier nicht stören. nun ist der eine kontakt fest auf erdpotential, nennen wir das mal 0 volt. der 2. kontakt schwingt nun mit 230Veff, bzw. 325Vpeak um den neutralleiter. wie das aussieht, stellst du dir am besten anhand einer normalen sinuskurve vor, die einfach um faktor 325 in y-richtung gestreckt wird, also 325*sin(50/2pi*t). wenn du einen spannungsprüfer in die steckdose steckst, fließt von der klnge über dich ein kleiner strom richtung erde. wenn du den neutralleiter erwischst, besteht keine potentialdifferenz zwischen dir und er klinge, du bist ja geerdet. folglich kann kein strom fließen und die lampe leuchtet nicht. erwischst du aber die phase, so hast du eine spannungsdifferenz zwischen phase und dir. die lampe leuchtet. => der neutralleiter ist konstant auf erdpotential (in etwa), die hase schwingt um den neutralleiter herum. relativ zueinander ist der neutralleiter also 50mal pro sekunde für eine halbe welle positiver als phase und umgekehrt. zum funktionsgenerator: 13Vpp meint die spannung zwischen den spitzen der wellen, 13Vpeak wäre die spannung von 0 Volt zur spitze, also die hälfte der peak-peak-spannung (bei symmetrischen wellenformen). hast du an deinem funktionsgenerator vielleicht eine dreieck/sägezahnspannung eingestellt, anstelle von sinus? dass du in der steckdose nur 225v misst, ist durchaus normal, je nach tageszeit messe ich auch hier 226-230 volt. dazu kommt noch die messungenauigkeit deines multimeters. das sind nur 2,1% abweichung vom sollwert. ja, du solltest mit deinem oszi 650Vpp, bzw. 325Vpeak messen können.
was dein Multimeter an der Steckdose gemessen hat, ist ok. Ich meine wenn es ein billiges Messgerät ist, dann darf es ruhig mal 5V weniger anzeigen. Und ja, bei 230V wechsel hast du 325v Maximalspannung. Es wird aber der Effektivwert angegeben, weil man (mathematisch) sagen kann, dass eine Gleichspannung der Größe "Effektivwert" die gleiche Leistung erzielen kann, wie der eigentliche Sinusvelauf.(bitte nicht gegenargumentieren, ich weiß sehr wohl, was Wechsel von Gleichstrom unterscheidet, zb. Blindleistungen....) Mathematisch ist dann das Integral entscheident. Die Flächen von 230V gleich zu Sinusfläche sind gleich groß.(soviel zum mathematischen zusammenhang und dem Faktor von Wurzel(2) ) Wenn du eine Messspitze hast, die Faktor 10 hat, dann hast du immerhin noch über 32V anzuzeigen! ggf. noch nen Trenntrafo? Hoffe das sagt dir was...
ahso, zu Netzformen: Gehe mal davon aus, dass du TNCS netz hast guck mal bei wiki, wie der Neutralleiter überhautp gheschaltet ist, bzw. was das überhaupt ist.... Dann wirste schon sehen, warum du per Phasenprüfer an N nix messen(bzw. PRÜFEN) kannst....
@Jörg Wunsch: >"Phase" hat nichts mit der elektrischen Polarität zu tun. >Der Neutralleiter ist einfach der, der auf Erdpotenzial >gehalten wird, d. h. den kannst du (im Prinzip) anfassen, >ohne dass du einen ,,elektrischen Schlag'' riskierst. >Der Außenleiter dagegen schwankt in seiner Spannung >abwechselnd zwischen -325 V und +325 V gegen das >Erdpotenzial. Genau hier verstehe ich wieder etwas nicht. Zitat aus dasELKO: "Bei Wechselstrom und Wechselspannung spricht man von elektrischen Größen, deren Werte sich im Verlauf der Zeit regelmäßig wiederholen. Der Wechselstrom ist ein elektrischer Strom, der periodisch seine Polarität (Richtung) und seinen Wert (Stromstärke) ändert. Das selbe gilt für die Wechselspannung." Wie kann denn die Polarität gewechselt werden, wenn ein Leiter dauerhaft quasi auf "Masse" liegt? So etwas wie negative Spannung gibt es doch eigentlich gar nicht, oder? Ich dachte immer, es geht letztendlich nur um Potentialunterschiede. In dem Fall würde ich mir logisch einen Potentialunterschied von 650 Volt vorstellen und die Mitte wäre dann bei 325 Volt. Allerdings wäre das dann ja nicht mehr Erdpotential, sondern eine Art virtuelle Masse, wie sie wohl auch bei symmetrischen Spannungsversorgungen für OPVs erzeugt wird? Wie schafft es das E-Werk, unterhalb des Erdpotentials eine negative Spannung zu erzeugen? @Kevin K. >=> der neutralleiter ist konstant auf erdpotential (in etwa), >die hase schwingt um den neutralleiter herum. relativ >zueinander ist der neutralleiter also 50mal pro sekunde für >eine halbe welle positiver als phase und umgekehrt. Hier habe ich die gleichen Verständnisprobleme. Ich kann mir das mit dem Sinus und Spitze-zu-Spitze sehr gut vorstellen, aber mit dem Potentialunterschied hapert es. Wie genau kann ich mir das mit dem "um den Neutralleiter herumschwingen" vorstellen? @Latissimo: >Dann wirste schon sehen, warum du per Phasenprüfer an N >nix messen(bzw. PRÜFEN) kannst.... Da muss ich dich leider enttäuschen, irgendwie habe ich da ein riesiges Brett vor dem Kopf. ;)
A bicycle dynamo will answer some of your questions. http://www.practicalphysics.org/go/Experiment_345.html Do not connect your oscilloscope to 230 volt!
OK. Also, wenn du mal einen Schaltplan von einem TNC netz anguckst, dann siehst du, dass N und PE zusammengeschaltet sind. Was heißt das? Das heißt, dass da kein strom von N zu PE fließt(also über die Glimmlampe und deinen Körper) Wenn du eine niederohmige verbindung zwischen zwei Bezeichnungen hast, dann sagt man: Gleiches Potential Das bedeutet, dass du nix messen kannst, weil du auf beiden Seiten des Phasenprüfers das gleiche Potential hast.(Das ist dann N an der Messspitze und PE (bzw. Erde) auf der anderen Seite, quasi am Daumen. Und wenn vor und nach der Glimmlampe kein Potenzialunterschied besteht, dann kommt auch kein Stromfluss zusatande! das war gemeint, mit: ...dann wirste schon sehen, warum du nix messen(PRÜFEN) kannst...
Mike wrote: > Wie kann denn die Polarität gewechselt werden, wenn > ein Leiter dauerhaft quasi auf "Masse" liegt? Wenn Strom fliesst, bewegen sich die Elektronen. Bei einem Gleichstrom immer in dieselbe Richtung. Bei einem Wechselstrom einmal in die eine Richtung und dann wieder in die andere Richtung. Je nachdem, in welche Richtung sich die Elektronen bewegen, spricht man von den Anshclüssen als +Pol bzw. vom -Pol. (Tatsächlich bewegen sich die Elektronen von - nach +. In der Elektrotechnik macht man aber die umgekehrte Annahme: Elektronen fliessen von + nach -. Quantitativ macht das keinen Unterschied. Die Effekte sind die gleichen). An der Phase deiner Steckdose kommen also die Elektronen raus nur um dann (in der nächsten Halbwelle) wieder zurückzufliessen.
>An der Phase deiner Steckdose kommen also die Elektronen >raus nur um dann (in der nächsten Halbwelle) wieder >zurückzufliessen. Oder genauer: Am Aussenleiter deiner Steckdose kommen also die Elektronen raus [und fliessen in den Neutralleiter] nur um dann (in der nächsten Halbwelle) wieder [aus dem Neutralleiter in den Aussenleiter] zurückzufliessen. Und da der Neutralleiter auf "Erdpotential" liegt, kannst du mit dem "Phasenprüfer" hier nichts "messen"
Wir hatten irgendwann mal berechnet, dass sich ein Elektron in einem Leiter (bei 50Hz Netzfrequenz) nur einpaar mm hin und her bewegt und somit eigentlich auf seinem Platz bleibt. Die Bewegung reicht aber aus, um an zigtausenden Atomkernen vorbeizukommen und sich daran zu reiben => Wäre => Leiter wird heiß
@Mike Ich finde folgendes sprachliche Bild ganz anschaulich: Gleichspannung --> Bandsäge (läuft immer nur in einer Richtung) Wechselspannung --> Stichsäge (macht einen Pendelhub hoch und runter) beide Sägearten verrichten Arbeit (sägen ein Brett durch). Der "Nulleiter" ist in beiden Fällen dein Arbeitstisch als Bezugspotential, auf dem die zu zersägende Platte drauf liegt. Dieses Bezugspotential ändert sich natürlich nicht, es bleibt immer gleich. Betrachte nun dei Bewegung, welche ein beliebiger Sägezahn gegenüber dem Bezugspotential macht: In einem Falle bewegt er sich kontinuierlich mit gleicher Geschwindigkeit vom Sägegut weg, im andereen Falle geht er immer "hin und her". Wenn nun das Sägeblatt bei der Stichsäge in Grundstellung genau in der Mitte des Hubes ist, dann hast du einen idealen symetrischen Hub (=Wechselbewegung <> Wechselspannung)
Hallo!!! Ich muss in Physik ein Referat über Wechselspannung halten,habe jedoch keine Ahnung wie ich das hinkriegen soll.Im Internet habe ichbisher nur sehr wenig gefunden.Könnten sie mir bitte die grundliegenden Dinge erklären?!BITTE MFG und danke Lucie
Nanu ? "Ich muss in Physik ein Referat über Wechselspannung halten,habe jedoch keine Ahnung wie ich das hinkriegen soll.Im Internet habe ichbisher nur sehr wenig gefunden." Eine bekannte Suchmaschine findet unter dem Stichwort "Erklärung Wechselspannung" ungefähr 17600 Seiten auf Deutsch ... Gruss
Hallo, >Am Aussenleiter deiner Steckdose kommen also die Elektronen >raus [und fliessen in den Neutralleiter] nur um dann (in der nächsten >Halbwelle) wieder [aus dem Neutralleiter in den Aussenleiter] >zurückzufliessen. Ich verstehe ja noch, dass die Elektronen aufgrund eines Potential- unterschiedes von der Phase in den Neutralleiter fließen, aber was veranlasst sie, vom Neutralleiter wieder zurück zur Phase zu fließen, wenn nicht ein Polaritätswechsel und damit ein Vertauschen von Masse und Potential bzw. Neutralleiter und Phase stattfindet? Masse wird ja im Allgemeinen das "Nullpotential" zugeschrieben, weniger geht doch gar nicht, wenn es sich um die echte Masse (Erde) handelt und nicht um eine virtuelle Masse, wie ich sie z.B. durch hintereinanderschalten von Batterien und abgreifen einer Zwischenspannung als virtuelle Masse erzeugen kann, oder doch? Insofern begreife ich einfach nicht, wie man den Prozess des Zurückfließens mit nur 2 Leitern erreichen kann, ohne quasi die Pole zu tauschen… Es wird ja oft mit Wasserfall-Modellen gearbeitet und die Spannung quasi mit dem Wasserdruck gleichgesetzt. Wenn die Elektronen plötzlich in die entgegengesetzte Richtung fließen, müsste ja eine Art "Sog" ursächlich sein, den ich mir laienhaft als eine Art "negative Spannung" vorstellen würde. Aber die gibt es doch eigentlich gar nicht, oder? Ich hatte immer angenommen, dass eine negative Spannung quasi meine Position in der Mitte eines Wasserfalls beschreibt und ich dann das Wasser von mir wegfließen sehe (negative Spannung). Die positive Spannung wäre hingegen, wenn ich das Wasser von oben zu mir hinfließen sehe. Ich fasse mal mein Verständnisproblem zusammen: Die Netzspannung könnte ich mir ohne Polaritätswechsel nur erklären, wenn ich drei Adern (ohne Schuko!)=hätte und der Neutralleiter keine echte Masse(Erde) wäre, sondern eine virtuelle Masse, die vom E-Werk erzeugt wird. Dies kann aber nicht sein, da nur zwei Leiter vorhanden sind und der Neutralleiter zudem nachweislich auf Erdpotential liegt. Mit Polaritätswechsel wäre jedoch keine eindeutige Zuordnung von Phase und Neutralleiter möglich, da diese ständig wechseln würden. Hoffentlich habt ihr noch ein wenig Geduld mit mir... 8)
Zum Wassermodell: Stell dir das mal als geschlossenes System und nicht als Wasserfall vor. Die Steckdose sind zwei Wasserrohre, eines ist der Neutralleiter und eines die Phase. An den Leitungsenden sind Druckmesser/Manometer angebracht. Im Ruhezustand, also kein Gerät eingesteckt, ist am Neutralleiter zwar Wasser im Rohr, aber es bewegt sich nicht, bzw. es findet keine Druckänderung statt. An der Phase allerdings wechselt der Druck ständig zwischen Unter- und Überdruck hin und her, also das Kraftwerk presst und zieht das wasser ständig ins Rohr bzw. wieder heraus. Steckst du jetzt ein Gerät an, so wird das Wasser über die Phase ständig rein und raus gepresst, das Gerät selber sieht im Wassermodell z.B. aus wie ein sehr dünnes Rohr, also ein Widerstand für das fließende Wasser. Am Neutralleiter fließt jetzt auch Wasser hin und her, aber das Wasser steht nicht unter Druck, da der Druck ja nur von der Phase erzeugt wird. Der Neutrale ist quasi nur Abfluss und Zufluss, aber der eigentliche Druck geht von der Phase aus. Auch an deinen Druckmessern sieht du weiterhin den Über- und Unterdruck an der Phase und keinen Druck am Nullleiter. (Ein wenig Druck wird auch am Nullleiter angezeigt, der kommt daher, dass die "Neutralleiter-Abflussleitung" selber auch einen Widerstand darstellt) Man darf nie Druck und Fluss verwechseln, analog dazu währen Stromstärke und Spannung. Würde man nämlich den Fluss messen, der an der Phase und am Nullleiter raus/reingeht, so würde man an beiden den gleichen Wert messen. Ist es jetzt ein bissl klarer geworden? Gruß Marcus (Wassermodell-Fan) :)
mike, elektronen bewegen sich von einem punkt mit niedrigerem potential zu einem mit höheren potential. nimm dir einmal eine batterie und schließ daran eine glühlampe an. was passiert? die lampe leuchtet. nun verbinde mal den massekontakt der batterie mit dem erdleiter, was passiert? die lampe leuchtet noch immer. und nun verbinde den massekontakt der batterie mit einem leiter einer 380kV hochspannungsleitung. was passiert? die lampe leuchtet unbeeindruckt davon. die lampe "sieht" nur die kontakte der batterie und dass dazwischen z.b. 9 volt sind. zu deinem problem der elektronenbewegung: ja, die elektronen fließen hin- und her, 50mal je sekunde fließen sie in die eine richtung und 50 mal pro sekunde in die andere. ich glaube, dein problem ist, dass für dich masse immer der punkt mit dem niedrigsten potential im netzwerk ist. es gibt aber auch negatige spannungen, also punkte, deren potential negativer ist, als der, den du als masse festlegst. wir legen hier den neutralleiter als masse fest und sagen halt, dass die phase um den neutralleiter herum schwingt, mal positiver, mal negativer.
Angehängte Dateien:
-
power_grid.JPG
47 KB
Again a bicycle "dynamo" could answer your questions. http://www.practicalphysics.org/go/Experiment_345.html
Hallo, @Anonymous, Dein "power_grid.JPG"-Schaltbild zeigt einen Stern-Stern-Umspanner ohne primärseitigen Mittelpunktsanschluss. Ein solcher Trafo ist deswegen nicht für unsymmetrische Belastungen auf der Sekundärseite geeignet und wird daher im üblichen 3~ 230/400V-Niederspannungsnetz so nicht verwendet. Man müsste also entweder auch primär einen Mittelpunktleiter ( niederohmig !) ansschliessen, oder einen Trafo mit einer anderen sog. Schaltgruppe, z.B. Dreieck-Stern verwenden. Gruss
Ich will ja nicht korinthenkackerisch sein aber; *NULL*Leiter ist (i.d.R) FALSCH. Der korrekte Begriff ist *NEUTRAL*Leiter Aus Wikipedia: Oftmals wird ein Neutralleiter unzutreffend als Nullleiter bezeichnet. Dies ist die Bezeichnung für den Schutzleiter bei der Schutzmaßnahme Nullung, der früher üblicherweise gleichzeitig Neutralleiter war. Ein solcher PEN-Leiter ist heute nur unter ganz bestimmten Voraussetzungen erlaubt.
@Nicht_neuer_Hase: Hi, Sorry, but I just took the first picture I found of a three-phase transformer. You are correct about that but I don't think this is relevant. The idea was to show how his house is connected. Gruss
Angehängte Dateien:
-
power_grid_2.PNG
6,3 KB
I hope my German translation of the text in the picture is OK.
>Ich verstehe ja noch, dass die Elektronen aufgrund eines Potential- >unterschiedes von der Phase in den Neutralleiter fließen, aber >was veranlasst sie, vom Neutralleiter wieder zurück zur Phase >zu fließen, wenn nicht ein Polaritätswechsel und damit ein >Vertauschen von Masse und Potential bzw. Neutralleiter und >Phase stattfindet? Exakt dieses "Vertauschen" findes statt! 100 mal in der Sekunde! Lass' dich nicht durch den Begriff "Neutralleiter" verwirren. Betrachte beide Leiter als für den Strom gleichwertig. Es gibt auch Systeme, da kannst du an beiden Leitern mit deinem Phasenprüfer etwas "messen". Dass du bei dir an dem einen Leiter nichts misst, liegt daran, dass dieser Leiter mit der Erde (ja, die auf der Du stehst) verbunden ist und somit zwischen Dir (der auf der Erde steht) und dem diesen Leiter kein Spanungsunterschied besteht - sprich: Dieser Leiter er hat Erdpotential. Dieser Leiter wird Neutralleiter genannt. Er hat nichts mit Masse zu tun!
Thread beobachten
Seitenaufteilung abschalten
Bitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.