Kann eine Wechselspannung bei Last einbrechen?
Hallo zusammen,
soweit bekannt bricht die Frequenz bei hoher Last ein, aber kann auch die Spannung einbrechen und wenn ja, wie ist das physikalisch/per mathematischer Gleichung zu erklären? Bei einer Batterie kann ichr mir das mit dem Innenwiderstand ganz gut erklären (Spannungsteiler).
Beste Grüße
9 Antworten
Bei jeder realen Quelle sinkt die Spannung unter Belastung. Egal ob Gleich- oder Wechselspannung. Zwingend.
- Wechselstromquellen wie das Netz oder ein Generator sind in gewissen Bereichen geregelt, korrigieren also eine Reduktion von Spannung und Frequenz unter Last wieder aus, so dass man die Reduktion und die hohe Last ev. gar nicht bemerkt, bis die Sicherung rausfliegt.
- die Reduktion kann man sich so vorstellen: Unter grösserer Last steigt die Stromstärke im Kreis, also auch im Generator. Dieser Strom erzeugt nach den Induktionsgesetzen eine Kraft (Drehmoment), welche der antreibenden Kraft entgegenwirkt und den Generator bremst. Dies senkt Spannung und bei Generatoren die Frequenz. Beim "Hausstrom" sinkt jedoch die Frequenz nicht, die Rückwirkung bis auf den Generator ist nicht messbar, der Spannungsabfall entlang der Leitung hingegen schon.
nehmen wir mal Notstromaggregat/ Generator mit 1 kW also Haushaltsgerät
Nehmen wir mal an er ist im Leerlauf. Damit die Frequenz nicht größer wird hat der Generator eine mechanische Regelung auf Vergaser. Dieser wird sozusagen auf Mager eingestellt.
Wenn nun die Last auf 500 W steigt bricht Spannung und auch Drehzahl ein und damit auch Frequenz. Die Regelung gibt in dem Moment mehr Gas bis 50 Hz wieder erreicht sind
einen so kleinen Generator kannste auch mathematisch berechnen aber bei Stromnetz haste Probleme da hier viele Generatoren im Netzverbund stehen sprich bei Laständerung "helfen" alle zusammen
Fall 2. durch die Anordnung der Wicklungen Scheibenwicklung (weich) Mantelwicklung (hart)
Und ja Synchrongeneratoren müssen auf Nenndrehzahl gefahren werden und auch in Phase darum gibt es aber auch veränderbare Getriebe und ähnliches damit der Generator immer die gleiche Drehzahl hat und diverse Regelungen
Und dein Spannungverlust ist der Leitungswiderstand wo einfach die Spannung im Leerlauf fließt kein Strom der einen Spannungsabfall verursachen würde
Jede reale Spannungsquelle hat einen Innenwiderstand. Insoweit haben wir immer eine Spannungsteilung. Bei der heimischen Steckdose an unserem öffentlichen Versorgungsnetz können wir den Widerstand der Trafowicklung des Niedersspan-nungsnetzes und die gesamten Widerstände der Versorgungsleitungen bis zur Steckdose als Innenwiderstand der Spannungsquelle betrachten. Und da entstehen natürlich auch immer Spannungsabfälle. Deshalb gibt es ja bekanntlich auch Spannungsunterschiede zwischen den einzelnen Haushalten je nach Länge der Versorgungsleitungen und deren Belastungen. Innerhalb der Wohnungsinstallation treten gewöhnlich keine nennenswerte Spannungsabfälle auf.
Frequenzeinbrüche treten im Netz nur dann auf, wenn bei Generatoren durch Überlastung die Drehzahl absackt. Das wird aber hierzulande und heutzutage weitgehend technisch geregelt. Andernfalls würden die öffentlichen Synchronuhren nachlaufen. Das ist in Berlin kurz nach dem Mauerfall zuletzt einmal aufgetreten.
Denke es kommt darauf an ob der Transformator spannungshart oder spannungsweich ist.
z.B. ein Schweißtrafo ist Spannungsweich
Netztrafo Spannungshart
Und nein die Frequenz ändert sich nicht unter Last
Physikalisch ist das zu erklären wegen dem Streufluss des Magnetischen Feldes im Trafo
Ich bin mir sicher, dass die Turbine (ohne Sicherheitsvorkehrungen), wenn sie auf einmal nur noch halbe Last hat durchdrehen würde und zur völligen Zerstörung führen würde. Oder irre ich mich da jetzt so sehr?
Je größer die Last, desto schwerer hat es der Dynamo im Kohlekraftwerk (oder was auch immer) die Netzfrquenz zu halten. Genau ist es umgekehrt, da geht eben die Drehzahl hoch, weil der Widerstand kleiner wird.
bei Turbinen kann z.B. die Gasmenge / Wasserdampfmenge gedrosselt werden
bei Generatoren wird der Erregerstrom reduziert
die sind alle entsprechend abgesichert denn es kann schon mal vorkommen dass Generatorsicherungen durch Blitzschlag unterbrochen werden und die Generatoren bzw Turbinen ohne Last sind.
Die Frage ist halt, ob das immer so schnell geht, aber sei es drum.
Es geht ja jetzt darum, dass eine Laständerung in erster Linie auf die benötigte Kraft im "Dynamo" Auswirkungen hat.
Fall 1: Wir haben keinne Traffo, was ist hier jetzt die Auswirkung zum Spannungsverlust? Nur der Spannungsteiler der durch die Leitung und ggf. Felder entsteht?
Fall 2: Mit Trafo, wie unterscheidet sich jetzt ein harter und weicher Trafo? Wann wird er "hart" bzw. "weich"?
Fall 2. durch die Anordnung der Wicklungen. Scheibenwicklung (weich) Mantelwicklung (hart)
Und ja Synchrongeneratoren müssen auf Nenndrehzahl gefahren werden und auch in Phase darum gibt es aber auch veränderbare Getriebe und ähnliches damit der Generator immer die gleiche Drehzahl hat und diverse Regelungen
Und dein Spannungverlust ist der Leitungswiderstand wo einfach die Spannung im Leerlauf fließt kein Strom der einen Spannungsabfall verursachen würde
Ja, ich betrachte natürlich nicht das europäische Hochspannungsnetz. Mir geht es nur um den Dynamo. Hätten wir das mal besser mit dem am Fahrrad gemacht.
Wie man die Netzfrquenz wieder anpassen kann ich mir alles klar. Mir geht es nur um die Spannung, wieso die einbricht. Die Frequenz ist also kein Thema^^