Warum steigt der Strom bei Verbrauchern, wenn die Spannung sinkt (URI)?
Es ist ja so, dass der Verbraucher den Strom zieht, den er braucht und wenn die Spannung sinkt holt er sich mehr Strom um die Nennleistung zu erreichen. Das ist klar, aber wieso ist das so? Man lernt ja das Verhältnis URI.. Das heißt, dass eigentlich der Strom sinken müsste oder verändert sich der Widerstand von Verbrauchen bei geringerer Spannung. Wenn ja, wieso?
9 Antworten
Das Ohmsche Gesetzt gilt dann und auch nur dann, wenn R konstant bleibt. Das wäre typische für passive Bauteile der Fall. Ändert sich R aufgrund von U oder I, dann ist es sinnlos. Da Verbraucher in vielen Fällen eben nicht einen konstanten Innenwiderstand haben, gilt URI so nicht mehr.
Ein Netzteil (egal, ob linear oder Schalt) passt seinen Innenwiderstand dem an, wofür es konstruiert wurde.
aus https://de.wikipedia.org/wiki/Ohmsches_Gesetz#Beschreibung
Das Verhältnis einer an einem elektrischen Leiter (Widerstand) anliegenden elektrischen Spannung U {\displaystyle U} zur Stärke I {\displaystyle I} des hindurchfließenden elektrischen Stromes wird definiert als die Größe elektrischer Widerstand,[1] die mit dem Formelzeichen R {\displaystyle R} bezeichnet wird. Bei zeitlich veränderlichen Größen sind Augenblickswerte zu verwenden.[2] Das Verhältnis darf keine Zeitfunktion sein.[3] Das ohmsche Gesetz betrachtet den Widerstand als eine von U {\displaystyle U} und I {\displaystyle I} unabhängige Konstante und ist insofern eine Idealisierung. Damit gilt:
R = U I = c o n s t . {\displaystyle R={\frac {U}{I}}=\mathrm {const.} }
Eine passive elektrische Schaltung mit einer Proportionalität zwischen Stromstärke und Spannung hat ein ohmsches Verhalten und weist einen konstanten elektrischen Widerstand auf, der ohmscher Widerstand genannt wird. Auch bei nicht-ohmschem Verhalten ist die Größe Widerstand als Verhältnis U / I {\displaystyle U/I} definiert, dann liegt allerdings eine Abhängigkeit des Widerstands z. B. von der Spannung vor. Etwa eine Glühlampe und eine Diode verhalten sich nichtlinear. Für die Beschreibung solchen Verhaltens kann der Begriff differentieller Widerstand hilfreich sein, der den Zusammenhang zwischen einer kleinen Spannungsänderung Δ U {\displaystyle \Delta U} und der zugehörigen Stromstärkeänderung Δ I {\displaystyle \Delta I} angibt.
(Verfettung von mir)
Da gibt es vier Möglichkeiten:
Rein ohmsche Last: Sinkt die Spannung, sinkt auch der Strom und damit sinkt die Leistung im Quadrat zur Spannungssenkung. Auch viele Induktive Lasten verhalten sich so.
Ohmsche Last, aber mit Kaltleiterverhalten: Das sind vor allem Metalle. Bei Heizungen ist der Effekt gering, aber gerade bei Glühlampen ist der Effekt immens. Ist der Faden in der Birne kalt, dann ist der Widerstand viel kleiner. Eine normale Glühbirne zieht im Einschaltmoment etwa den 10-fachen Strom. Senkt man die Spannung, sinkt auch die Temperatur und damit kann der Strom in gewissen Bereichen stärker ansteigen als er durch die Spannungssenkung absinkt. Damit zieht die Birne also in bestimmten Spannungsbereichen sogar mehr Strom als sie "sollte".
Geregelte Lasten: Diese regeln ihren Strom so, dass genau die richtige Leistung gezogen wird. Das sind vor allem Schaltnetzteile und Umrichter (z.B. für Motoren). Bei modernen Netzteilen steht oft drauf: 100V bis 250V, 50/60Hz. Ich habe sogar ein Reisenetzteil für meinen Laptop das ab 12V DC bis 250V AC alles schlucken kann.
Elektromotoren die von der Frequenz abhängen: Sinkt die Drehzahl, steigt der Strom. Der Motor zieht also bei geringer Spannung mehr Strom um seine Drehzahl zu halten. Natürlich weniger Strom als bei Nennspannung und er verliert auch eine Menge an Kraft, aber auch hier steigt der Strom in bestimmten Spannungsbereichen über den Nennstrom!
und wenn die Spannung sinkt holt er sich mehr Strom um die Nennleistung zu erreichen
Diese Aussage stimmt nur bei manchen Verbrauchern.
Elektronische Geräte mir Schaltnetzteil machen es zb so indem sie sich eben aktiv nachregeln, ohmsche Verbraucher wie Glühlampen hingegen nicht.
Im Grunde ganz einfach.
Du hast so etwas wie einen elektronisch gesteuerten Transformator, welcher am Ausgang 12 bei 1A liefert also 12W.
Diese 12W braucht er auch am Eingang.
Über I = P/U ergibt sich nun ein Strom abhängig von der Spannung.
Technisch funktionierts so, dass die Regelung immer die Ausgangsspannung im Blick hat, würde diese sinken steigert sie den Strom den sie aufnimmt und damit die aufgenommene Leistung damit die Ausgangsspannung gleich bleibt.
Du kannst dir einfach mal den Schaltplan eines Schaltnetzteils ansehen dort sieht man den Trafo und die Steuerung von diesem.
Hier sind Ursache und Wirkung vertauscht. Die Spannung sinkt, weil der Verbraucher mehr Strom zieht.
Die Spannungsquelle hat einen gewissen Innenwiderstand, auch die Leitungen haben einen Widerstand. Je mehr Strom fließt, desto mehr Spannung fällt dort ab. Und umso weniger Spannung kommt dann an Verbraucher an.
Nein nicht zwingend.
Ich glaube es geht um den Fall wenn man einige Elektrogeräte an niedriger Spannungen anschließt laufen sie mit mehr Strom.
Das ist zB bei Geräten mit Schaltnetzteilen normal. Die ziehen am Amerikanischen Netz einfach mehr Strom wegen der kleineren Spannung.
Der Strom ist abhängig vom Widerstand des Verbrauchers und der Spannung. Sinkt die Spannung sinkt auch der Strom.
Gleichzeitig sinkt auch die Leistng, denn Leistung ist Spannung mal Strom. Die Nennleistung ist die Leistung die er bei Nennspannung hat.
Ja, das ist mir klar. Also wird das elektronisch vom Verbraucher geregelt? :-)
Bei Drehstrommotoren ist es ja auch so, dass sie mehr Strom fressen, sobald weniger Spannung anliegt. Ich kann mir ehrlich gesagt nicht vorstellen, dass da solch eine Elektronik verbaut ist...