Warum ist ein Kurzschluss gefährlich, wenn dabei keine Spannung anliegt?
Bekanntlich fließt in einem Stromkreis, unabhängig von der Fehlerursache, bei einem Kurzschluss die volle Stromstärke nahezu widerstandslos hin und zurück zur Eingangsquelle (= unendlich große Stromstärke). Zudem gibt es dabei keinen Potentialunterschied, die für eine Spannung notwendig wären.
Bildlich kann ich es mir nicht genau vorstellen, denn ich habe die Spannung in einem Stromkreislauf immer als den Druck verstanden, der die Menge an Strom durch die Leiter treibt. Wie kann überhaupt ohne "Druck" Strom fließen und warum ist ein Kurzschluss physikalisch gefährlich für den Menschen, wenn es dabei keine Spannung gibt?
Danke für Antworten.
PS: Ja, ich habe zu dem Thema hier schon Fragen darüber gelesen, aber die Antworten sind nicht so ganz zufriedenstellend.
4 Antworten
Zunächst mal ist der Widerstand bei einem reellen Kurzschluss immer noch größer als 0, wodurch der Strom eben nicht unendlich, sondern "nur" sehr hoch ist.
Ausserdem beträgt auch im Kurzschlussfall die Spannung nicht 0.
Abhängig davon, wie "stark" die Spannungsquelle ist, kann die Spannung durchaus einige Zeit aufrecht erhalten werden.
Allerdings haben die meisten "haushaltsüblichen" Spannungsquellen dafür nicht genügend "Wambo", so dass nur für eine sehr kurze Zeit ein sehr hoher Strom durch die Leitung ballert der durch das Absaufen der Spannung immer geringer wird, bis sich das ganze irgendwann stabilisiert (im Fall einer galvanischen Zelle z.B. durch komplette Entladung), abfackelt oder ausgeschaltet wird (LSS).
Stelle dir die Spannungsquelle mal als Wasserpumpe vor .
Auf der einen Seite saugt sie Wasser aus einem Behälter an und auf der anderen Seite drűckt sie das Wasser in einen Wasserhahn.
Von dort läuft das Wasser ûber einen Schlauch zurűck in den Behälter
Solange die Pume läuft ist auch Druck ( Spannung ) am Wasserhahn.
Den Druck ( Spannung ) den nun IM Schlauch ( AM Widerstand) misst hängt vom Durchmesser des Schlauch ab. Es kann durch einen dünnen Schlauch nur wenig Wasser ( Strom ) fliesen.
Platzt der Schlauch nun (oder ist extrem Dick) kannst du im Schlauch keinen Druck mehr messen. Es fliest " unendlich " viel Wasser durch ohne auf widerstand ( Reibung am Schlauch) zu treffen (kurzschluss )
Aber der Druck der Spannungsquelle ( pumpe) ist immer noch da, sie pumpt ja noch.
Die Spannung, die beim Kurzschluss also 0 wird ist die Spannung die du AM ( "im") Kurzschlussdraht misst. Sie wird auch nie exakt 0 sein da der Draht selbst einen material Widerstand hat.
Da der Generator aber immer noch Spannung erzeugt fliest auch noch Strom durch den Kurzschlussdraht. Aber nicht unendlich sondern nur soviel wie der Materialwiderstand zu lässt.
Dem Strom werden Grenzen gesetzt durch den Leitungswiderstand und dem Widerstand der Spannungsquelle. Beide Widerstände können sehr niedrig sein, so kann auch eine kleine Spannung noch sehr hohe Ströme hervorrufen.
Von keiner Spannung kann keine Rede sein.In welchem Lehrbuch steht das? Dann würde tatsächlich kein Strom mehr fließen. Aber das kommt nicht vor, eine Spannung, Wenn sie auch klein ist existiert immer.
aber generell wird bei einem Kurzschluss von einer Spannung ausgegangen, die auf null fällt
Für den Elektriker/Elektroniker ist das auch soweit passend. (Solange er weiss, dass er da nicht "mit die Fingers dranstippen" sollte. ^^)
Nur halt für den Physiker nicht.
Die Spannung ist die Kraft die enen Strom fließen läßt, wenn eine Strom fließt muss auch die Kraft vorhanden sein.
Eben, du vertust dich gewaltig zwischen realen und idealen Spannungsquellen.
Du müsstest einen Spannungserzeuger auch mal idealistischer Betrachten.
Hilfreicher wäre, wenn du die sinngemäße Kraft in Zahlen betrachten würdest.
Eine maximale Leistung von sagen wir 10.000 Watt bei "Nennspannung" lässt errechnen welchen Strom das erzeugen, ermöglichen kann.
Deine gedanklichen Fehler kommen daher, dass du von 0 V Kurzschlussspannung aus gehst. Die ist aber nie 0 Volt, weil zwischen Erzeuger und Verbraucher "immer" zwei Widerstände "existieren". Der Innenwiderstand des Spannungserzeugers, und der Leitungswiderstand zum Verbraucher! Diese sind die Strombegrenzer!
Im Kurzschlussfall liegt die Spannung nicht bei Null Volt, sondern einiges darüber.
Rein von der Logik könntest du diese Spannung sogar berechnen, kalkulieren, wenn du die doch vorhandene physische Leistung in das entsprechende Verhältnis des auftretenden Widerstandes und Stromes aufteilst.
Solcherlei machst du aber gedanklich nicht. ;-) Du übergehst somit förmlich gewisse Physik im Falle eines Kurzschlusses. Nur, im Falle eines Kurzschlusses verliert die Physik nicht ihren Sinn, ihre Wirkung, ihre Grundlagen!
Mache dir mal entsprechende Gedanken, ich habe dich auf diverse Dinge aufmerksam gemacht. ;-) Du solltest das entsprechend für dich aufbereiten und verstehen können.
Mir hat damals der Begriff EMK sehr geholfen. Empfehle dir deshalb das Thema entsprechend. Hier nur ein Link zum Thema:
Ah ja das macht jetzt wirklich Sinn, danke für den Tipp!
Von der theoretischen "unendlichen" bist du in der Praxis meilenweit entfernt, in einem normalen Endstromkreis kannst du mit ein paar hundert Ampere rechnen. Ansonsten ist viel Strom = viel Wärme = mag deine Leitung garnicht.
Vielleicht vertue ich mich zwischen realen und idealen Spannungsquellen, aber generell wird bei einem Kurzschluss von einer Spannung ausgegangen, die auf null fällt. (Ganz leicht nachzuschauen bei Google, Erklärvideos etc...)