Kann der Gleichstrom in Erde fließen?

5 Antworten

Du verwechselst hier wieder einmal die elektrostatische Entladung mit dem Stromkreis.

Bei der elektrostatische Entladung mag beim Gewitterblitz zwischen ausufernden Gewitterwolken für 1/1000 Sekunde ein beträchtlicher Strom fließen. Bei der aufgeladenen Kugel im Labor kannst Du bei dem kurzen Blitz gegen das Erdpotential den Strom kaum messen.

Bei der Batterie gibt es keine elektrostatische Aufladung. Da bist Du dem von Physiklehrern erfundenen Mythos von Elektronenmangel und Elektronenüberfluss bei der Batterie zum Opfer gefallen. Um die Batterie als Stromquelle zu nutzen, musst Du schon einen geschlossenen Stromkreis bilden.

Dazu kannst Du den einen Pol der Batterie an einer Stelle in die Erde (z.B. am Wasserrohr) führen und den anderen an anderer Stelle. Damit ist der Stromkreis geschlossen. Es fließt ein dauerhafter Strom, streckenweise über die Erde.

Bei unserm öffentlichen Versorgungsnetz ist einer der beiden Leiter geerdet. Deshalb führt da die Erde eine Spannung gegen den anderen Leiter. Der Stromkreis ist geschlossen. Mit Gleich- oder Wechselstrom hat das alles nichts zu tun.

Alles klar, oder noch Fragen dazu?

Stelle Dir die Antriebskette am Fahrrad vor:

Solange Du gleichmäßig strampelst, laufen die Kettenglieder so gleichmäßig geordnet im Kreis herum wie die Elektronen im Metalldraht. Dass dabei die oben laufenden Glieder etwas getreckt werden, und die unteren Glieder etwas durchhängen, spielt dabei praktisch gar keine Rolle. Dass die Elektronen im Stromkreis auf einer Seite etwas verdünnt und auf der anderen Seite etwas verdichtet werden, stellt im normalen Stromkreis (ohne Wicklung und ohne Kondensator) praktisch auch keine Rolle.

Nun stelle Dir vor, die Kettenglieder seien aus Gummi. Wenn Du strampelnd kurz die Fahrradbremse fest anziehst, dehnen sich oben die Kettenglieder gestresst, unten hängen sie erholsam durch: Gliedermangel und Gliederüberschuss. Nun lässt Du die Bremse plötzlich los. Da macht das Fahrrad einen Sprung nach vorne, und die dehnbaren Kettenglieder entspannen sich wieder. Die gegenseitigen energetischen Potentiale entladen sich wie bei der elektrostatischen Aufladung.

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Das geht nur, wenn ein Pol geerdet ist. Ob Gleich oder Wechselstrom wäre dann aber egal. N ist beim Wechselstromnetz nur deswegen gegen Erde spannungslos, weil er irgendwo mit Erde verbunden ist.

Eine Gleichstromquelle wo weder + noch - Pol eine Verbindung zur Erde haben, kann auch kein Strom zur Erde hin fließen. Wenn ich aber den - Pol durch einen Staberder erden würde, könnte auch ein Strom vom +Pol zur erde hin fließen.

Nein kann er nicht das funktioniert nur beim Wechselstrom weil die Spannungquelle geerdet ist. (Trafo)

Eine Batterie ist Galvanisch von der Erde getrennt es entsteht kein geschlossener stromkreis daher kann kein Strom fließen.

Also wenn die Spannungsquelle mit der Erde nicht verbunden wäre wurde auch kein Strom durch die Erde fließen (bei Wechselspannung)?

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@unlocker

Warum werden dann die Transformatoren am Sternpunkt mit der Erde verbunden?

da fließt ja strom durch das Boden wenn jemand nur die Phase anfasst. Der PE-leiter ist ja sowieso die Trennung von PEN Leiter, warum die Verbindung mit der Erde dazu?

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@Benjamin1122
da fließt ja strom durch das Boden wenn jemand nur die Phase anfasst.

Das tut es beim TN-Netz sowieso, da Du ja immernoch den örtlichen Potentialausgleich im Haus mit dem PEN verbunden hast (Wäre dann nur kein PEN, der ankommt, sondern ein N). Das Netz ist ja dann trotzdem nicht vollständig isoliert. Wenn Du den Sternpunkt jedoch nicht erdest, ist der Widerstand zum Sternpunkt eben hochohmiger, weil ein wertvoller niederohmiger Übergang weg fällt. In dem Fall würde dann der Fehlerstrom an der Fehlerstelle ins Erdreich gehen, dann über alle anderen PEN-Verbindungen der Häuser zum N des Trafos und dann erst zum Trafo zurück. Mit geerdetem Sternpunkt fließt der Strom direkt über Erde zum Sternpunkt (zuminest der größte Anteil nimmt den Weg des geringsten Widerstandes). Dadurch erreichst Du, das Fehler gegen Erde (abgesehen von der Person dazwischen) zu hohen Fehlerströmen führt, die sicher abgeschaltet werden können. (z.B. Kabelfehler im Erdreich)... Die Person hat eben so oder so pech, deshalb sind Fi's ja mittlerweile immer in neuen Anlagen vorgeschrieben, die für eine drastische Verkürzung der Fehlereinwirkzeit sorgen. Somit steigen die Überlebenschancen erheblich...

Bei einem IT-Netz würdest Du aber sehr wahrscheinlich auch einen Stromschlag bekommen, wenn Du einen Leiter anfassen würdest. Durch die enormen Kabellängen, und derren kapazitive Wirkung käme es bei Berührung zu kapazitiven Fehlerströmen durch deinen Körper. Also im Verteilnetz auch nicht sicher. Nur wären diese noch schwerer zu erfassen. Jeder Fehler würde dann auch erst mal eine Potentialverschiebung der anderen Leiter gegen Erde bedeuten. So hast Du fest 230V gegen Erde und nur 400V zwischen den Phasen. Würdest Du dieses Netz komplett isoliert betreiben, und es tritt ein Fehler auf (Phase gegen Erde), würde die betroffene Phase auf 0V (bzw was nahe dran) zusammen brechen, der N hätte 230V gegen Erde und die anderen Phasen 400V gegen Erde. Somit würde dann eine Berührung der Phase zu einem noch höheren Fehelrstrom durch den Körper führen. Und keiner wüsste, welchen Zustand das Netz gerade in dem Moment hat, außer jeder hätte eine entsprechende Überwachung im Haus, der jede Netzveränderung feststellen und melden würde... Im IT-Netz sind deshlab solche Erdschlußüberwachungen auch vorgeschrieben. Und ein IT-Netz ist eben nur dann für Personen relativ sicher, wenn die Leitungslängen keine große kapazitive Wirkung aufbauen können. Das IT-Netz ist aber eher ein Ausfallschutz bei einfachen Fehlern und kein direkter Personenschutz. In OP-Räumen kommt es also nur zum Erdschluß statt zum Kurzschluß, wenn es einen Isofehler gibt. Es fällt also nicht direkt die Sicherung und alle stehen im dunkeln. (Außer bei einem Kurzschluß im Gerät natürlich... )

Nur der Trenntrafo direkt ist dabei ein Personenschutz. Hinter dem Trenntrafo hast Du keine langen Leitungen (Nur die Geräteleitung) und damit keine kapazitive Wirkung. Somit ist ein berühren hinter dem Trenntrafo sicher, solange nicht bereits ein Isolationsfehler dahinter besteht, oder Du beide Leiter berührst. An einem Trenntrafo darf auch nur ein Gerät betrieben werden. Es ist kein Mehrfachstecker zulässig, um mehrere Geräte an einem Trenntrafo zu betreiben.

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@Benjamin1122

Natürlich fließt durch die Erde kein Strom ohne Verbindung mit einer Spannungsquelle.

Das hat Over9000IQ etwas missverständlich dargestellt. Das hat im Prinzip nichts mit Gleich- oder Wechselstrom zu tun. Unser öffentliches Versorgungsnetz wird nur - in diesem Zusammenhang -zufällig mit Wechselstrom betrieben. Das würde mit Gleichstrom genauso funktionieren. Und das funktionierte auch mit Gleichstrom, z.B. in den USA im 19. Jahrhundert und in Heidelberg bis in die 50-er Jahre nach meiner Erinnerung aus der Zeit.

Siehe meine obige Antwort dazu.

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Das funktioniert auch bei Gleichstrom. Jeder elektrische Zaun an einer Weide funktioniert so.

Das Ist aber gepulster Gleichstrom, hoher Spannung und geringer Energie!

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@AlterLeipziger

So unnötig wie die explizite Erwähnung, dass es gepulste Hochspannung ist. Weil es nämlich egal ist.

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