Frage von theapplebi, 163

Warum fliegt bei zu vielen elektrischen Geräten die Sicherung raus?

Okay, einige haben die Frage falsch verstanden. Erstmal grundsätzlich, die Sicherung ist bei mit nicht rausgeflogen, das ist eher eine generelle Frage, die mir gekommen ist.

Und ich weiß natürlich auch, dass sie dafür gut ist, damit die Leitung nicht überlastet.

Meine Frage ist aber: Wenn ich mehrere Geräte anschließe, müsste sich die Leistung doch auf die Geräte aufteilen und der Stromfluss weniger werden. Aber warum überlastet dann die Leitung?

Hilfreichste Antwort - ausgezeichnet vom Fragesteller
von ProfDrStrom, 111

Ein paar mehr Details wären hilfreich.

Ich gehe jetzt von einem mit 16A abgesicherten Lichtstromkreis aus.

Wenn der Stromkreis ausgeschaltet ist und wieder eingeschaltet wird, ziehen alle eingeschalteten Verbraucher sofort Strom. Im Regelfall hält eine Sicherung das aus ohne das sie wieder abschaltet.

Wenn nun in diesem Stromkreis 4 oder mehr Schaltnetzteile (Steckernetzteile, Ladegeräte, etc.) eingesteckt sind, dann brauchen diese Geräte im Einschaltmoment sehr viel Strom. Der geforderte Strom ist höher als der, den die Sicherung liefern kann.

Vor dem Einschalten alle Netzeile ausstöpseln und nachdem Einschalten nacheinander wieder einstecken.

Kommentar von theapplebi ,

Hey, danke für die Antwort (die erste hilfreiche ;)).

Mein Problem ist tatsächlich, dass es grad bei mir einen Stromausfall gibt, mich interessiert das generell einfach nur.

Denn eigentlich müssten bei mehr Geräten doch eigentlich einfach weniger Strom fließen (mehr Widerstand -> weniger Stromstärke)?

Deine Antwort interpretiere ich so, dass die Sicherung nur rausfällt, wenn man alle Geräte gleichzeitig ansteckt?

Kommentar von ProfDrStrom ,

So ist das. Bei Geräten sind Schaltnetzteile gemeint.

Je mehr Verbraucher um so mehr Strom.

Beispielrechnumg:

1.Gerät 100 Watt

2.Gerät 500 Watt

3.Gerät 250 Watt

P gesamt = P1+P2+P3 = 850 Watt

I = P : U = 850 W : 230 V = 3,696 Ampere = Gesamtstrom

I2 = 500 W : 230 V =  2,17 Ampere = Strom vom 2.Gerät

Hier siehst du das I2 kleiner ist als I gesamt

Kommentar von weckmannu ,

Der Professor hätte zunächst das große Missverständnis aufklären sollen, wie sich der Strom auf mehrere Geräte aufteilt:

Da mehrere Geräte über die Steckdosen parallel geschaltet werden, addieren sich die einzelnen Ströme der angeschlossenen Geräte. Nur wenn sie in Serie statt parallel geschaltet würden, stiege der Widerstand - bei 230V - Stromnetzen ist das praktisch nie der Fall.

Kommentar von ProfDrStrom ,

Hätte ich nicht, weil alle Geräte die am häuslichen Stromnetz betrieben werden eine Nennspannung von 230V (220V-240V) haben.

Hieraus ergibt zwangsläufig eine Parallelschaltung. 

Physik 8. Schuljahr!

Kommentar von Hauptschule11 ,

Seltsame Logik. Da er es ja offenbar nicht versteht, sollte man es eben doch erklären. Sonst ist ja die ganze Antwort sinnlos. weckmannu hat also wie immer völlig recht :).

Antwort
von JTKirk2000, 65

Die Leistung teilt sich nicht auf die Geräte auf, sondern der Gesamtverbrauch definiert die erforderliche Leistung, die wiederum durch Spannung und Stromstärke definiert wird. Im normalen Ein-Phasen-Wechselstrom, also an jeder normalen Haushaltssteckdose, liegt eine Wechselspannung von 230 V an, anhand vom Gesamtverbrauch und und dieser Spannung kann man die Stromstärke berechnen, die über einen Stromkreis läuft und daher auch über eine Sicherung. Wird die Sicherung überlastet, weil die Stromstärke höher ist, als die, für welche die Sicherung ausgelegt ist, fliegt die Sicherung raus, bzw. der Sicherungsautomat schaltet sich ab.

Ein einfaches Rechenbeispiel. Nehmen wir einmal an, ich betreibe auf einer 16-Ampere-Sicherung meinen Computer, eine Kaffeemaschine und im Winter vielleicht auch noch einen Heizlüfter. Mein Computer einschließlich aller Peripheriegeräte hat ein Limit (ausgehend von der Maximalleistung des PC-Netzteils von etwa 950 Watt), die Kaffeemaschine verbraucht im Betrieb in etwa 800 Watt und ein handelsüblicher Heizlüfter verbraucht bis zu 2000 Watt. Da die 16-Ampere-Sicherung, ausgehend von einer Spannung von 230 Volt, bis 3680 Watt ausgelegt ist, wird es an diesem Beispiel schon echt eng, was den Verbrauch der Geräte (insgesamt maximal 3750 Watt) und die Belastungsgrenze der Sicherung angeht. Solange nicht die Kaffeemaschine an ist und Heizlüfter und PC mit Maximalleistung arbeiten, ist alles in Butter, aber wenn alles auf Maximum ist, ist es eben zu viel für die Sicherung. 

Der Heizlüfter nimmt bei vollem Verbrauch seine 2000 Watt ungeachtet dessen, ob andere Geräte mit über diese Sicherung laufen. Ebenso ist es der Kaffeemaschine entsprechend egal und der Computer reguliert die Leistung nicht anhand dessen, was übrig bleibt, sondern anhand dessen, was er selbst benötigt. Die Leistung, die von der Sicherung zur Verfügung gestellt wird, teilt sich also nicht auf die Geräte auf, sondern jedes der aktiven Geräte zieht die Leistung, die es für seinen Betrieb entsprechend benötigt, egal ob die Sicherung das verträgt, oder nicht.

Kommentar von theapplebi ,

Danke! Das war die Antwort, die ich gesucht habe! :)

Kommentar von JTKirk2000 ,

Gern geschehen. :)

Antwort
von wollyuno, 47

die leistung einzelner geräte summiert sich zu einer summe,beispiel 10A sicherung kannst mit 2300 watt belasten.einfachmal die wattangaben auf den geräten erfassen,addieren und wenn du über die summe kommst löst die sicherung aus wenn alle in betrieb sind

Antwort
von Hauptschule11, 29

Der Stromfluss wird nicht kleiner, sondern größer!

Ist doch logisch: Ein Gerät benötigt Leistung 1 + ein zweites Gerät mit Leistung 2 macht insgesamt Leistung (1 + 2).

Sicherungen schalten bei längerer Überlast. Aber auch kapazitive Überlast wie sie beim Einschalten z.B. eines PC kurzzeitig auftritt, lässt nicht hinreichend träge Sicherungen auslösen.

Kommentar von theapplebi ,

Danke für die Antwort, wenn man mit Leistung argumentiert macht das natürlich Sinn, nur wenn man mit dem Widerstand anfängt wird es etwas konfus, so kam ich auf die Frage. :)

Kommentar von Hauptschule11 ,

Naja der Gesamtwiderstand wird mit jedem Gerät nämlich tatsächlich kleiner. Die Leistung steigt dennoch, wegen P = I² R = U I

Zwar wird R kleiner, aber I steigt linear an. Aber I geht quadratisch in die Gleichung ein.

Antwort
von diroda, 34

Jedes einzelne Gerät hat an einer bestimmten Spannung eine dazu passende Stromaufnahme. Wenn die Spannungsquelle genug Stromleistungvermögen hat addieren sich bei Parallelschaltung die Ströme der einzelnen Geräte zu einem Gesamtstrom. Wenn der zu hoch wird löst der Leitungsschutzschalter aus und schaltet alle ab. Nur wenn du Geräte hintereinander/in Reihe schaltes teilen sie sich die Spannung, entsprechend des Widerstandes, auf.

Antwort
von OconogerAxgrok, 71

Die Sicherungen, ich denke wir reden hier von den si genannten "Leitungsschutzschaltern" fallen sobald ein gefährdender Stromverbrauch für die Leitung auftritt.
Würde er nicht abschalten, würde die Leitung irgendwann zu warm werden und sogar davon schmelzen bzw. einen brannt verursachen.

Kommentar von theapplebi ,

Aber müsste nicht einfach die Leistung die gerade auf der Leitung fließt weniger werden? Warum wird der Strom denn stärker, wenn ich mehr Geräte anschließe?

Kommentar von unlocker ,

Nein, die Spannung bleibt ja gleich. Und die Leistung der Geräte addiert sich. Und manche brauchen beim Einschalten kurz mehr Strom als im Betrieb

Kommentar von theapplebi ,

Also fließt im Stromkreis nicht so viel Strom, wie reingesteckt wird, sondern wie viel die Verbraucher benutzen? Scheint mir nicht logisch...

Kommentar von unlocker ,

Genau. Der Strom hängt von der Spannung und dem Widerstand des Verbrauchers ab (vereinfacht). http://www.sengpielaudio.com/Rechner-ohm.htm  

Kommentar von germi031982 ,

Die Geräte ziehen den Strom den sie brauchen. Und im Kraftwerk wird dann entsprechend nachgeregelt wenn der Bedarf höher wird. Instabilitäten aufgrund zu hohen Strombedarfes werden entsprechend frühzeitig erkannt (Spannungs- und Frequenzschwankungen) und entsprechende Kapazitäten an Generatoren zu- oder abgeschaltet. Auch zu wenig Stromabnahme kann zu Instabilität im Netz führen. Deswegen sind solche Aktionen wie "spare Strom indem wir alle jetzt gleichzeitig das Licht abschalten" nicht ohne.

Große Energieverbraucher wie Lichtbogenöfen (die verbrauchen ca. 10.000 bis 100.000A) haben deswegen in ihre Verträgen mit den Energieversorgern auch drinstehen, dass sie im Fall von Störungen im Netz mit dem sogenannten Lastabwurf rechnen müssen. Das heißt sie werden dann durch den Energieversorger abgetrennt vom Stromnetz.

Kommentar von PeterKremsner ,

Du hast einen Denkfehler, der Strom der im Stromkreis fließt wird nicht durch die Sicherung oder das Netz bestimmt sondern durch die Verbraucher.

Das bedeutet es wird kein Strom "reingesteckt" sondern eher von den Geräten herausgezogen.

Kommentar von theapplebi ,

Okay, aber wie ist die physikalische Formel dazu? Denn nach I=U/R müsste bei größerem Widerstand (mehr Verbraucher) die Stromstärke kleiner werden?

Kommentar von PeterKremsner ,

Wenn du Verbraucher seriell schaltest ist das auch so, bei Steckdosen sind aber Verbraucher parallel, dadurch sinkt der Gesamtwiderstand.

Nimm ein Glas Wasser und trinke mit einem Strohhalm, du wirst merken dass das Trinken durch zwei Strohhalme gleichzeitig leichter geht als bei nur einem Strohhalm. Zwei parallele Strohhalme haben als weniger Widerstand als einer und so verhält es sich auch mit den Verbrauchern.

Die Formel dazu ist

Rges = R1*R2/(R1+R2) das ist der Gesamtwiderstand der Parallelschaltung von zwei Widerständen.

Der Gesamtwiderstand ist immer kleiner als der kleinere der beiden Einzelwiderstände.

Antwort
von josef050153, 16

Ich werde versuchen, dir das an einem praktischen Beispiel zu erklären:

  • Du hast einen Stromkreis, der mit 10 A abgesichert ist.
  • Du schließt an diesem Stromkreis drei Geräte an, die 5 A benötigen.
  • Das bedeutet, durch die Sicherung fließen 15 A und sie wird sehr schnell fallen.

Sicherungen werden für eine bestimmte Strombelastung gebaut, nicht für eine bestimmte Leistung.

Antwort
von PeterKremsner, 59

Das liegt vermutlich daran, dass die Sicherung zu schwach oder zu Flink ist.

13A Sicherung mit Flinker Charakteristik können schon mal abschalten wenn zu viele Schaltnetzteile parallel eingeschaltet werden.

Das Problem Schaltnetzteile haben einen relativ hohen Einschaltstrom und der kann eine zu schnelle Sicherung bereits auslösen.

Kommentar von theapplebi ,

Aber müsste nicht einfach die Leistung die gerade auf der Leitung fließt weniger werden? Warum wird der Strom denn stärker, wenn ich mehr Geräte anschließe?

Kommentar von germi031982 ,

Wenn du ein Gerät hast das 5A aus dem Netz zieht und am gleichen Stromkreis noch ein Gerät das 2A zieht, dann sind das 7A die über die Zuleitung von der Unterverteilung in den Raum laufen. Da wird nichts weniger, Perpetuum Mobile gibts nicht das Energie aus dem Nichts erzeugt...

https://de.wikipedia.org/wiki/Perpetuum\_mobile

Kommentar von PeterKremsner ,

Je mehr Geräte angeschlossen werden desto mehr Strom wird auch benötigt.

Wäre auch zu praktisch wenns umgekehrt wäre, dann würd ich mir einen Haufen Heizkörper in den Garten stellen und mein Haus würde keinen Strom mehr verbrauchen...

Kommentar von theapplebi ,

Ja, das ist klar, aber ein Feuer brennt auch nur so hoch, wie viel Holz ich rein schmeiße. Versteht ihr? Ich wunder mich warum die Verbraucher bestimmen wie viel Strom fließt und nicht die Spannungsquelle.

Kommentar von PeterKremsner ,

Du hast da ein falsches Bild des Ganzen...

Nimm als Beispiel Wasser, die Spannung ist der Druck in der Wasserleitung, der Widerstand ein Ventil und der Strom die Menge an Wasser welches in der Leitung fließt.

Du hast ja im Netz eine konstante Spannung von 230V zwischen Phase und Neutralleiter, also aufs Wasser übertragen konstanten Druck, genau so wie in der Wasserleitung.

Wenn du jetzt das Ventil aufdrehst beginnt Wasser zu fließen (Strom), weil der Druck ja konstant ist, bestimmst alleine du die Menge an Wasser welche fließt.

Es fließt mehr Wasser je mehr du das Ventil aufdrehst und so verhält sich das beim Strom auch.

Jeder Verbraucher hat einen Widerstand, weil die Spannung konstant ist wird der Strom also vom Widerstand und somit im Endeffekt vom Verbraucher bestimmt.

Wenn du an eine Steckdose mehr Geräte anschließt, sinkt der gesamt Widerstand, das Ventil wird stärker aufgedreht, das führt zu einem größeren Wasserfluss.

Mathematisch Entspricht das dem Ohmschen Gesetz: I = U/R, weil U deine Spannung ist und konstant ist, wird der Strom nur durch den Widerstand bestimmt.

Es gibt auch den Fall dass die Quelle den Strom bestimmt, das nennt man dann eine Stromquelle aber das entspricht nicht dem verhalten des Stromnetzes.

Dabei ist es so dass die Spannung vom Verbraucher bestimmt wird, das sieht man wenn man das Ohmsche Gesetz umformt: U = I*R

Antwort
von MrCrow667, 41

Weil die Leitung damit überlastet ist und sich zum Schutz abschaltet.  

Antwort
von acoincidence, 54

Weil sonst die Verteilung anfängt zu brennen. 

Antwort
von Reanne, 41

Weil die Hauptleitung nicht mehr hergibt.

Antwort
von Dotter1981, 33

Weil Sicherungen nur eine bestimmte Leistung zulassen.

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