Stromrichtung festlegen bei Wechselstrom?
Wie kann man bei Wechselstrom eine Flussrichtung festlegen, gerade bei der Differenzstrommessung wenn der Strom doch ständig die Flussrichtung ändert ?
Bei der Differenzstrommessung zeigt die Stromzange ja die Differenz von L zu N an aber bei beiden wechselt die Stromrichtung doch durchgehend ?!
8 Antworten
Beim Wechselstrom kann man naturgemäß keine Richtung festlegen, da bekanntlich die Richtung ständig wechselt. Das Verständnisproblem kommt daher, weil Du irrtümlich meinst, Phase und Nullleiter hätten was mit der Richtung zu tun. Da geht es nur um Bezugspunkte.
Nimm mal ein Fahraddynamo. Der hat zwei Pole, die nur zueinander Spannung haben (eben die Wechselspannung, was hier nichts zur Sache tut, weil das Gleiche auch mit einer Taschenlampenbatterie geht). Du möchtest jetzt die Fahrradlampe zum Leuchten bringen. Dazu musst Du die zwei Pole der Stromquelle mit den zwei Polen der Birne verbinden. Du brauchst also zwei Leiter. Weil das Fahrrad normalerweise aus Metall besteht, kannst einen der Leiter einsparen, indem Du das ganze Fahrad als Leiter nimmst. Du verbindest also einen Pol der Stromquelle (egal welchen) mit dem Fahrradrahmen. Dadurch bekommt der andere Pol eine Spannung gegen den Rahmen, wir nennen diesen Pol L. Der verbundene Pol kann gegen den Rahmen keine Spannung haben, weil er ja selbst dieser Pol ist. Wir nennen ihn deshalb N. Jetzt hast eine Phase L und einen Nullleiter N. Die Stromrichtung ist hierbei völlig egal. Du kannst jetzt noch spaßeshalber zwei Leitungen zur Birne legen, dann hättest einen L- und einen N- Draht.
Beim Stromnetz macht man das genauso. Nur nimmt man statt des Fahrradrahmens die komplette Erdoberfläche. Dazu werden Metallstäbe tief in die Erde gedrückt.
Man hat dadurch egal wie lang die Stromleitung ist im Nullleiter überall einheitlich das gleiche Potential, nämlich Null.
Die Flußrichtung ändert sich mit der Frequenz beim Wechselstrom, von daher ist eine Festlegung nicht möglich. Bei der Differenzstrommessung wird der momentane Strom gemessen und bei L und N kann der Unterschied u.a. errechnet werden. Um den Differenzstrom „direkt“ zu messen, kann man i.d.R den Strom z.B. am Schutzleiter des Gerätes messen. Für eine exakte Messung benötigt man eine Leckstromzange.
Die lässt sich allgemein nicht festlegen, bzw. sie ist willkürlich festlegbar. Bei einer Differenzstrommessung sind ja beide Ströme von gleicher Frequenz, oft in Phase oder mit konstanter Phasenverschiebung, somit spielt die Richtung keine Rolle.
Bei Trafos mit mehreren Primär- oder Sekundärwicklungen wird oft eine Strom- bzw. gar die Spannungsrichtung festgelegt, um sicherzustellen, dass man mehrere Wicklungen richtig zusammenschaltet.
Z.B. in Phase bei Parallelschaltung, also bei gleicher Spannung die momentanen "Plus" und die momentanen "Minus" zusammenhängen, und nicht etwa "plus" auf "minus".
Oder umgekehrt bei Serieschaltung "plus" auf "minus".
Die Stromrichtung wird im Regelfall durch den Phasenwinkel zwischen Spannung und Strom ermittelt.
Bei der Differenzstrommessung ist die Richtung egal. Es kommt nur auf den momentanen Differenzbetrag an. Und da die Differenzstrommessung beide Leiter (L+N) zur gleichen Zeit misst, gibt es keine Probleme. Wenn in L der Strom positiv ist (positive Halbwelle) ist diese im N negativ und dadurch der resultierende Strom Null und andersrum... Solange also nichts unterwegs verloren geht (Fehlerstrom) fließen in L z.B. +5A richtung Verbraucher (Momentanbetrachtung der Halbwelle) wärend im N -5A fließen. Macht zusammen 0A differenz.
Die elektrische Energie wird ja nicht durch den Strom (allein), sondern durch das elektromagnetische Feld, das den Stromleiter umgibt, übertragen. Der Strom fließt bei Wechselstrom zwar „hin und her“, also nirgendwo hin 😉, aber es wird trotzdem Energie in eine Richtung übertragen, weil das elektromagnetische Feld zwei Komponenten hat, die derart zusammenwirken, dass Energie in eine Richtung übertragen werden kann. Oder so ähnlich.