Funktionsweise Steckdose?
Hallo liebe Gf.net-Community,
da ich mich sehr für technische Dinge interessiere, habe ich Mal ein paar Fragen zur Funktion einer Steckdose.
- Wie viele „Leitungen“/Kabel kommen vom Kraftwerk. Nehmen wir mal an, dass im Kraftwerk ein drei Phasen Wechselstrom erzeugt wird, der zur Erde eine Spannung von (nur als Beispiel) 100 Volt aufweist. Dann muss doch nur ein einziges „Kabel“ vom Kraftwerk kommen, denn der Neutralleiter muss ja nicht unbedingt vom Kraftwerk kommen, oder?
- Beträgt die Frequenz des Wechselstroms im deutschen Stromnetz 50 oder 60 Hz?
- Wie funktioniert genau eine Steckdose? Ich weiß, dass am Außenleiter eine Spannung von (ca.) 230 V anliegt. Dieser Strom fließt dann ja durch das entsprechende Gerät, und dann? Wofür wird dann genau das zweite „Loch“ der Steckdose gebraucht?
- “Speakon Kabel sollten nicht unter Spannung gesteckt werden, da kein Schutzleiter voreilt“ —> Stimmt das? Und wenn ja, wieso ist das so? Was ist der „Vorteil“, wenn ein Schutzleiter voreilt?
Ich möchte mich entschuldigen, falls ich Fachbegriffe oder ähnliches falsch verwendet habe.
Vielen Dank schon einmal im Voraus für eure Antworten.
Beste Grüße
6 Antworten
mich würde mal intrressieren, wie man einen DREI phasen wechselstrom über EINE phase überträgt :-)
aber generell stimmt es schon. die 3 phasen reichen aus. einen neutral- oder schutzleiter braucht es hier (noch) nicht, da die ströme durch den phasenversatz immerwieder zurück kommen...
nehmen wir mal an, L1 liegt bei +100 volt, dann wären im gleichen moment L2 und L3 bei -50 volt. also gleicht sich das alles aus.
die frequenz im deutschen stromnetz beträgt 50 Hz im mittel (oder sollte sie) mangelt es ein wenig an strom, sinkt sie etwas, ist zu viel strom im netz steigt sie etwas. wir reden hier, was die abweichungen betrifft allerdings von Hertzbruchteilen.... also irgendwas zwischen 49,98 und 50,02 Hertz.
was die steckdose betrifft. das zweite loch ist für den rückfluss des stromes gebraucht. irgendwo muss der strom ja hin.
die kontakte in der mitte, die in die bügel in der steckdose greifen sind nur für die erdung, deren einzige aufgabe darin besteht, wenn es durch einen fehler im gerät dazu kommt, dass spannung auf das gehäuse kommen könnte, den strom abzuleiten und so die spannung auf dem gehäuse gering zu halten bzw. dafür zu sorgen, dass die sicherung bzw. der fi schalter auslösen.
es gibt übrigens in teilen von niederbayern und sachsen das sogenannte TT netz, da ist die erdung im haus garnicht mit dem neuralleiter (Mittelleiter) des stromnetzes verbunden. aus dem grund ist für die ordnungsgemäße funktion des schutzleiters ein fehlerstromschutzschalter erforderlich.
in diversen osteuropäischen ländern z.B. Bulgarien, aber auch in deutschland z.B. in diversen alten berliner stadtbezirken gibt es noch ein 230 volt Drehstromnetz. hier werden die verbraucher zwischen zwei phasen angeschlossen.
was die speakonstecker betrifft, du meinst sicherlich die grauen für die stromversorgung. die heißen eigendlich powercon. davon, dass der schutzleiter hier nicht voreilt habe ich auch schon gehört.
es besteht eben die, wenn aucn geringe gefahr, dass beim einstecken, wenn das angeschlossene gerät fehlerhaft ist, die phase kontaktet, der schutzleiter eben noch nicht, und damit das gehäuse des angeschlossenen gerätes unter spannung gerät. daher sollte man diese stecker nicht unter spannung stecken oder lösen.
der vorteil des voreilenden schutzleiters besteht also darin, dass die schutzfunktion des schutzleiters bereits gegeben ist, bevor strom fließen kann...
übrigens, die kontakte der pwoercon stecker sind recht empfindlich. steckt oder löst man sie unter last, kann funkenbildung zum verschleiß oder sogar zur zerstörung der kontakte führen... ein weiterer grund, warum man sie nicht unter spannung stecken oder lösen sollte.
lg, Anna
PS: das mit dem powercon habe ich nicht geschrieben, um dich bloß zu stellen, sondern damit du lernen kannst.
Wie viele „Leitungen“/Kabel kommen vom Kraftwerk. Nehmen wir mal an, dass im Kraftwerk ein drei Phasen Wechselstrom erzeugt wird, der zur Erde eine Spannung von (nur als Beispiel) 100 Volt aufweist. Dann muss doch nur ein einziges „Kabel“ vom Kraftwerk kommen, denn der Neutralleiter muss ja nicht unbedingt vom Kraftwerk kommen, oder?
Mit nur einem Leiter kannst du keinen geschlossenen Stromkreis aufbauen. Und die Erde wäre als Rückleiter zu hochohmig.
Wenn ich das lese, hast du dich schon etwas mit dem Thema Drehstrom beschäftigt.
Zwischen den Phasen hast du durch die Phasenverschiebung ebenso Spannung (im hiesigen Stromnetz 400V). Diese würdest du kurzschließen, wenn du zwei unterschiedliche Phasen zusammenklemmst.
Wie du vielleicht schon weißt, gibt es zwei grundsätzliche Schaltungen: Stern und Dreieck, wobei nur bei der Sternschaltung ein Neutralleiter vorhanden ist.
Am Drehstrom-Trafo kann man beide Seiten unterschiedlich beschalten (z.B. primärseitig Dreieck, sekundärseitig Stern), da er prinzipiell nichts anderes ist als drei zusammengefasste Wechselstrom-Trafos.
Wenn man nun bis zum letzten Trafo vor dem Hausanschluss in Dreieck schaltet und erst ab dort auf Stern wechselt, kann man sich bei den Oberleitungen den Neutralleiter sparen.
Da du die Phasen nicht zusammenfassen kannst, hast du jeweils 3 Oberleitungen, die von Mast zu Mast gehen. Die darüber befindliche 4. Leitung ist ein Blitzableiter ("Erdseil").
Wenn du dieses alles verstanden hast, hast du schon sehr viel verstanden :).
Falls nicht: Lasse den Drehstrom erstmal aus dem Spiel, bis du Wechselstrom wirklich 100%ig verstanden hast.
Das ist für den Anfang nicht weiter schlimm, da nicht jeder Haushalt überhaupt Drehstrom bekommt.
https://www.k-wz.de/wp-content/uploads/2017/04/drehstrom-stern-schaltung.gif
Beträgt die Frequenz des Wechselstroms im deutschen Stromnetz 50 oder 60 Hz?
50Hz
Wie funktioniert genau eine Steckdose? Ich weiß, dass am Außenleiter eine Spannung von (ca.) 230 V anliegt. Dieser Strom fließt dann ja durch das entsprechende Gerät, und dann? Wofür wird dann genau das zweite „Loch“ der Steckdose gebraucht?
Das zweite Loch ist der Neutralleiter.
Neutralleiter = der innere Knoten einer Sternschaltung.
“Speakon Kabel sollten nicht unter Spannung gesteckt werden, da kein Schutzleiter voreilt“ —> Stimmt das? Und wenn ja, wieso ist das so? Was ist der „Vorteil“, wenn ein Schutzleiter voreilt?
Speakon ist ein Lautsprecher-Steckverbindung für PA-Anlagen. Das sind diese ganz dicken fetten Boxen, die auf Veranstaltungen zum Einsatz kommen.
Ab einer gewissen Verstärkerleistung verlässt der Spannungspegel an den Lautsprecherausgängen nämlich den Schutzkleinspannungsbereich, so dass ein Berührungsschutz zwingend erforderlich ist, der eben durch den Speakon bereitgestellt wird.
Für die Stromversorgung ist Speakon ungeeignet.
Hierfür ist auch kein Schutzleiter definiert.
Weshalb du den dennoch nicht bei laufendem Betrieb stecken oder ziehen sollst: Das macht man nie bei Audiogeräten, da dadurch scharfe Signalspitzen entstehen können, die die Lautsprecher beschädigen könnten. Erst recht bei saftigen Verstärkerleistungen. Also auch nicht an der Stereoanlage zuhause herumstecken, solange sie eingeschaltet ist. :)
Bei einer normalen Steckdose eilt der Schutzkontakt vor. Wenn ein Steckverbinder den Schutzleiter kontaktiert, eilt dieser Kontakt eigentlich immer vor.
Das bedeutet, dass sichergestellt ist, dass der Schutzleiter bereits Kontakt hat, bevor die aktiven Leiter (d.h. Phase und Neutralleiter) Kontakt bekommen.
Das ist so Vorschrift und hat den Sinn, dass der Schutz durch den Schutzleiter stets gegeben ist. Wäre es nicht so, kann es bei einem defekten Gerät passieren, dass das Gehäuse wärhend dem Steckvorgang unter Spannung steht, wenn die Phase vor dem Schutzleiter Kontakt bekommt. Erst wenn der Steckvorgang vollendet ist, tritt der Schutzleiter in Aktion. Dazwischen besteht akute Lebensgefahr.
Für drei Phasen braucht man immer drei Leiter. Die 3 Phasen (Außenleiter) unseres Versorgungsnetzes weisen gegenseitig eine Spannung von 400 V auf und gegenüber dem Sternpunkt des Transformators 230 V. Da dieser Punkt geerdet ist, besteht diese Spannung zwischen jeder Phase und der Erde.
Der Neutralleiter kann vom Sternpunkt des Trafos oder einfach von der Erde kommen.
Das europäische Versorgungsnetz hat 50 Hz (in den USA 60 Hz).
Elektrischer Strom fließt prinzipiell nur im geschlossenen Stromkreis. Und der ist mit einem einzigen Leiter am Verbraucher nicht zu realisieren. Der Strom muss ja durch das Gerät fließen.
Hier mal 2 Videos, das dir zeigt was L, PEN, N und PE ist.
Ein generator hat 3 wicklungen (im video gelb ,rot und grűn)die auf einer Seite verbunden werden ( im video blau)
Gelb , rot und grűn sind die 3 Phasen, blau der N
Solange die 3 Phasen Gleichmäsig belastet sind (moter)braucht man keinen N.Die Ströme gleichen sich durch die Phasenverschiebung aus.
Wird der N mit einem Erdspieß mit der Erde (PE) verbunden hat man den PEN
Im video wird das Erzeugermagnetfeld durch eine "Gleichstromwicklung" erzeugt, es geht auch mit einem Dauermagnet
https://m.youtube.com/watch?v=RycspJC4OKM
Im nächsten Video wird nur eine Phase betrachtet.Es wird sehr schön erklärt und gezeigt, welchen weg der Strom nimmt.( ab minute 3.25)
https://m.youtube.com/watch?v=Ye41n1yy9jM
Deine anderen Fragen hat Peppie85 schon gut beantwortet
1. Drei Phasen Wechselstrom über eine einzige Ader? Wie soll das bitte funktionieren? Du meinst wohl eine einzige Phase.
Strom funktioniert nicht wie eine Wasserleitung zum Haus. Strom fließt nur in einem geschlossenen Kreislauf, d.h. ein Kabel hin und eins zurück (wobei bei Wechselstrom beide Kabel periodisch die Richtung wechseln).
Eine sehr gute Analogie ist ein geschlossener Wasserkreislauf. Das Kraftwerk ist die Pumpe und treibt das Wasser an, im Haus wird die kinetische Energie des Wasser genutzt um zum Beispiel eine Mühle anzutreiben. Das Wasser kehrt durch eine zweite Leitung zum Kraftwerk zurück geleitet. Bei Wechselstrom wird das Wasser periodisch hin- und herbewegt.
Dabei kann man zuordnen:
- Druck <-> Potential
- Druckdifferenz <-> Spannung
- Durchflussmenge <-> Stromstärke
- Wassermasse <-> Ladung
- Strömungswiderstand <-> Elektrischer Widerstand
2. 50Hz
3. Schon bei 1. erklärt
4. Speakon Verbinder sind wie der Klinkenstecker zur Übertragung von analogen Audiosignalen gedacht und nicht zur Stromversorgung von Geräten. Folglich gibt es gar keinen Schutzleiter.
Bei der Verwendung von Schutzleitern muss dieser voreilend sein, da es sonst möglich ist, dass der Außenleiter vor diesem verbunden wird. Berührt dieser nun in einem Gerät einen freiliegenden Leiter (i.d.R. ein Metallstück) liegt Spannung an dem Gerät an und es besteht Lebensgefahr. Wenn der Schutzleiter schon verbunden ist (welcher in jedem Gerät mit den freiliegenden Metallteilen verbunden ist) fließt der Strom über diesen ab, wodurch der FI-Schalter auslöst und die Stromversorgung unterbricht.
Zu 4.: Da wurde wohl Speakon (Audio) mit Powercon (Netzspannung) verwechselt. Beide Steckertypen sehen sich sehr ähnlich, sind aber anders belegt und nicht kompatibel.