Was wäre wenn die Erde nahe zu Unendlich viel Widerstand hätte? Würde Strom fließen? Gäb es Blitze?
Ich bin im 2 Lehrjahr als Elektriker. Oft hört man Erdung als Elekriker. Der Strom wird hierbei über die Erde abgeleitet im Fehlerfall. Auch wenn man selbst an einen Außenleiter hinfasst fließt der Strom über einen selbst und dann über die Erde ab.
Jetzt meine Frage die schon sehr tief in die Elektrophysik geht. Wie wäre es wenn die Erde nahezu Unendlich viel Widerstand hätte und zb aus Keramik oder Glas besteht.
Würde der Strom im allgemeinen noch fließen können?
Kann man selbst überhaupt Stromschläge bekommen wenn man auf der Erde steht mit rießigem Widerstand?
Gäbe es überhaupt Blitze weil sich da ja auch gegen die Erde entläd?
2 Antworten
Auch wenn man selbst an einen Außenleiter hinfasst fließt der Strom über einen selbst und dann über die Erde ab.
Richtig ist aber auch Absicht so.
Wie wäre es wenn die Erde nahezu Unendlich viel Widerstand hätte und zb aus Keramik oder Glas besteht.
Dann würde die Erdung natürlich nicht funktionieren.
Das ist dann das selbe wie wenn das System an sich nicht geerdet wäre. Entsprechende Anlagen findet man zB in Krankenhäusern, hier ist der Sternpunkt des Transformators nicht geerdet und man bekommt auch keinen Stromschlag wenn man an einen Leiter fasst, erst wenn man beide anfasst. So ein System wäre aber für das Gesamtnetz an sich nicht wirklich geeignet, da die Erde hier den Schutz übernimmt, sowohl Blitzschutz als auch Personenschutz. Derartige isolierte Netze findet man daher nur in bestimmten Bereichen und auch nur lokal begrenzt.
Kann man selbst überhaupt Stromschläge bekommen wenn man auf der Erde steht mit rießigem Widerstand?
Wenn man einen Leiter anfasst nein. Wenn du zB auf einer Gummimatte stehst kannst du mit bloßen Händen an einen Außenleiter fassen ohne das du viel merkst.
Gäbe es überhaupt Blitze weil sich da ja auch gegen die Erde entläd?
Das ist wieder etwas anderes. Der Blitz geht nicht in die Erde sondern im wesentlichen zwischen Himmel und Erdoberfläche, wenn also die Erdoberfläche Leitfähig ist zB durch Wasser, Schmutz etc würde in so einem Fall auch ein Blitz entstehen können, außerdem haben alle Materialien eine Durchbruchfeldstärke, wenn die erreicht wird, beginnt das Material (auch Keramik oder Kunststoff) zu leiten.
Das Problem ist, dass du überall Kapazitäten zur Erde hast. Wenn das Netz nicht geerdet wäre, wäre das Potential gegen Erde und damit Menschen oder auch Gegenüber dem Gemäuer in einem Haus unbestimmt und kann durch Einstreuungen Blitzeinschläge usw schnell mal viele kV betragen.
Diese Spannung ist zwar nicht dauerhaft, allerdings wäre aufgrund der Netzkapazität eine Entladung gegen einen Menschen trotzdem tödlich und ein Durchschlag durch eine Isolation wäre ebenfalls möglich. Da diese Einstreuungen auch Systematischer Natur sind und nicht nur im Fehlerfall oder Blitzschlag da sind führen Überspannungsableiter hier auch nur bedingt zum Erfolg.
Die Erdung bindet die Leiterspannungen gegen das Erdpotential womit der PEN Leiter (nahzu) Erdpotential hat und die Außenleiter 230V gegen PEN im Falle des Hausanschlusses.
Das Potential kann durch Blitzschläge zwar trotzdem steigen aber der Blitzschutz wird in dem Fall einfacher daher reicht eine Spannungsfestigkeit von 2kV in dem Fall auch aus.
Die Erdung stellt zudem sicher, dass der Sternpunkt eines jeden geerdeten Transformators, auch in der Hochspannungsebene, wirklich Erdpotential hat, das verhindert Gleichtaktstörungen im Netz die sonst dazu führen könnten, dass die Kapazitive Kopplung im Transformator das Netz zB 20kV über Erdpotential hebt.
Also der Aufbau und Schutz eines großen Netztes ist somit fast nur mit Erdung möglich, daher sind nicht geerdete Netzformen eigentlich nur in relativ kleinen Anlagen zu finden.
Viele Leute haben so ein Netz auch zB im Haus, so sind viele integrierte Steckdosen in verbauten Rasierspiegeln mit Trenntransformtoren ausgeführt, was dann eben in dem Fall den Personenschutz im Nassbereich wieder erhöht.
Mega gut und verständlich erklärt. Du hast echt verdammt viel Ahnung.
Ich nutze die Chance gleich um die eine weitere letzte Frage zu stellen.
Ich hab in deinen Antworten gelesen das WS das ist was die Power des Stroms beschreibt und letztendlich das gefährliche ist. Jedoch eine Frage die sich mir dazu stellt.
P= U * I
Wenn ich jetzt den bei der gleichen Leistungen bleibe und die Spannung verhundertfache dann muss ja die Stromstärke bei der gleichen Leistungen um das Huntertfache kleiner werden.
Wenn ich jetzt 230 V vergleiche mit 1 Ampere
Und 23000V und 100 mA
Dann ist das beides mal die selbe Leistung. Ich dachte aber immer das das mit der höheren Spannung deutlich gefährlicher ist. Zumal sich dann durch U=R*I eh der Strom dem Widerstand an gleicht. Was heißt bei Option 1 Flieẞt weniger Strom durch mich als bei huntertfacher Spannung obwohl es die gleiche Leistung ist
Wo ist mein Denkfehler?
Dann ist das beides mal die selbe Leistung.
Genau.
Ich dachte aber immer das das mit der höheren Spannung deutlich gefährlicher ist.
Gefährlicher worauf bezogen? Ab einem Stromfluss von 50mA durch den Körper wirds gefährlich. Wann dieser Stromfluss erreicht wird hängt von der Spannung ab.
das WS das ist was die Power des Stroms beschreibt und letztendlich das gefährliche ist
Ich glaube du meinst das was ich über Impulse geschrieben habe. Ws ist die Energie nicht die Leistung also W=U*I*t
Das gilt im Falle von Impulsen zB von einem Elektroschocker. Wenn du das ohmsche Gesetz Einsetzt bekommst du ja:
W=U²/R * t
also die "Gefährlichkeit" des Impulses steigt mit der Spannung zum Quadrat, ist die Zeit aber kurz ist es nicht tödlich.
Wenn zB ein Elektroschocker einen 10ns langen Puls mit 10kV in deinen Körper abgibt dann hast du eine Pulsenergie von etwa 667uJ was nicht tödlich ist und das obwohl hier ein Strom von bis zu 6.7A erreicht wird.
Eine 10kV Leitung, die aber länger als 10ns Strom durch deinen Körperschicken kann (theoretisch beliebig lange) ist aber sehr sehr wahrscheinlich Tödlich.
Okay das klingt bisher verständlich
Heißt also wenn man mit einem Trafo den Strom hoch transformiert auf zb 10000 kV dann ist das wesentlich gefährlicher als 230V auch wenn dabei die Stromstärke um ein Vielfaches reduziert wird oder?
Sprich Beispiel 2 in meiner Vorherigen Nachricht ist gefährlicher als Beispiel 1 Obwohl bei beide die gleiche Energie freigesetzt wird?
10MV is schon eine ordentliche Nummer.
Und nein diese Aussage gilt nicht. Da der Transformator die Netzimpedanz ebenfalls ändert.
100kV mit einer Impedanz von 100 Megaohm wären nicht mal ansatzweiße tödlich, auch nicht wenn du es hoch Transformierst.
Wie gesagt gefährlich ist es bei Langzeitberühren ab 50mA. Ob diese 50mA nun von 50V oder von 50kV kommen ist egal.
Bei 50kV ist nur die Gefahr größer dass Isolierstoffe wie zB die Schuhe usw versagen und damit der Widerstand sinkt und mehr Strom fließen kann.
Der Widerstand des Körpers selbst bleibt ja immer in etwa 1 Kiloohm. Damit sind 50mA durch den Körper auch immer 50V über den Körper undabhängig von der Leerlaufspannung der Spannungsquelle.
Du verwechselt die Stromstärke, die ein Trafo abgeben kann mit der Stromstärke, die von der Spannung getrieben durch einen Widerstand fließt. Dein Körper ist kein Trafo. Wenn Du eine Spannung anfasst, die 100 mal so groß ist, dann fließt auch 100 mal soviel Strom durch Deinen Körper und erzeugt 100*100=10.000 mal so viel Leistung.
Wenn die Erde also zB eine Glaskugel wäre, nehme ich an, dass sich deren Oberfläche durch Reibungsvorgänge wie Wind, Wasser oder menschlich verursachte Reibung auflädt. Und alles, was auf der Erde drauf ist und auch nur ein bisschen leitet, lädt sich mit auf. Vermutlich würden uns dann die (frisch gewaschenen) Haare zu Berge stehen!
Auch Blitze müssten weiterhin möglich sein. Mag sein, dass es dann alle spüren, wenn ein Blitz einschlägt.
Erstmal vielen Dank für die Antwort.
Warum ist es so das man bei der Erdung einen besseren Personenschutz hat und nicht wenn man wie bei dir beschrieben in Krankenhäußern den Sternpunkt nicht erdet?
Wäre es nicht besser das Netz überall so aufzubauen und nirgends zu erden. Dann bekommt man ja nur einen Stromschläge wenn man 2 Phasen berührt