Weshalb wird beim Energietransport vom Kraftwerk zum Haushalt die Spannung hochtransformiert?
8 Antworten
Die Verluste in der Leitung (Wärme) sind proportional zum Quadrat der Stromstärke (Pverl = I^2 * R) . Daher ist das Ziel, die Stromstärke zu verringern, um die Verluste zu verringern.
Das erreicht man, indem man die Spannung so hoch wie möglich legt. Die übertragene Leistung ist P = U * I und daran kann man leicht sehen, wenn die Stromstärke halbiert wird, muss die Spannung verdoppelt werden, damit immer noch die selbe Leistung übertragen wird.
Fazit: Die Spannung wird erhöht, um die Stromstärke und damit die Leitungsverluste zu senken.
"Pverl = U * I = U * U/R = U^2 / R.
Die Verluste in der Leitung sind proportional zum Quadrat der Spannung, daher ist es das Ziel, die Spannung möglichst niedrig zu halten :-)"
Naja, nach der Formel wird die Verlustleistung immer geringer, je höher der Leitungswiderstand wird. ;-)
Schon, aber darum geht es ja nicht. U^2 / R ist äquvalent zu R * I^2, wie man leicht nachrechnet. Der Widerstand soll ja konstant angenommen werden. Die Frage ist ja, wieso in der ersten Formel U möglichst klein und in der der zweiten Formel I möglichst klein sein soll. Das ist das "Hochspannungsfernleitungsparadoxon" :-)
U ist hier ireelevant, da es nicht um U sondern Delta U geht, und delta U ergibt sich nunmal aus I und R ! da spielt es keine rolle, ob die betriebsspannung 230 volt, 20.000 Volt oder 380.000 Volt ist.
natürlich ergeben sich aus einer höheren betriebsspannung noch höhere toleranzen. es ist eben nicht so tragisch, wenn von 20.000 volt mal eben 115 fehlen. bei 230 volt siehts schon anders aus.
lg, Anna
bei hoher spannung und geringer stromstärke lässt sich der strom leichter durch die leitubngen "pumpen"
bedenket man, dass die Leitungsverluste sich bei verdopppelung der Spannung vierteln, kann man sich ja einfach ausmalen, was der Unterschied zwischen 230 volt und 20.000 volt so ausmacht...
ein einfaches beispiel: eine 60 watt lampe hat bei 12 volt einen strom von 5 ampere.
jetzt sagen wir mal, das kabel hat einen Widerstand von 0,24 Ohm.... nach dem ohmschen gesetz (U=I*R) ergibt sich so ein Spannungsverlust über das Kabel von 1,2 Volt. mal wiederum 5 Ampere sind das 6 Watt.
bei 24 volt brauchts für 60 Watt nur 2,5 Ampere. mal die oben beretis genannten 0,24 Ohm ergibt 0,6 Volt Spannungsverlust. nimmt man das wiederum mit den 2,5 Ampere die fließen mal, kommen wir auf einen Verlust von gerade mal 1,5 Watt....
lg, Anna
Diese schöne Antwort sollte sich der Fragesteller unbedingt durchlesen, denn du hast mit dieser Rechnung auch die "scheinbare Paradoxie" in meinem Kommentar in der Frage von Hamburger02 gelöst.
Eine Stromleitung soll ja eine bestimmte Leistung (in Watt) übertragen können.
Wegen des Leitungswiderstands gibt das Verluste (die Leitung wird leicht warm).
Die Spannung soll ja in unserem Netz konstant gehalten werden, möglichst unabhängig von er aktuell verlangten Leistung.
Diese Leistung ist Spannung mal Strom: P = U * I.
Da die Spannung konstant bleibt, muss die Stromstärke (Ampère) ändern, wenn eine andere Leistung verlangt wird.
Die Verlusleistung P ist proportional zum Widerstand R der Leitung und zum Quadrat der Stromstärke I:
P = R * I^2
Doppelter Strom (oder eben doppelte verlangte Leistung) hiesse also vierfache Verlustleistung.
Wegen der Verluste ist es das Ziel, die Stromstärke möglichst klein zu machen.
Und um eine bestimmte Leistung zu halten (P = U * I), muss man eben die Spannung grösser machen, wenn die Stromstärke kleiner und damit auch die Verluste massiv kleiner werden sollen.
Damit man es überweite Entfernungen senden kann, dabei geht auch der Amperelevel runter, damit die Leitung nicht durchschmorrt.
Da man lieber mehrere KV als mehrere tausend Ampere über die Leitung jagt sonst würde die Leitung das nicht aushalten bzw. man bräuchte extrem dicke Leitungen.
LG
Für die elektrische Ladung gibt es einen Strom, die elektrische Stromstärke, wenn man also den Strom unbedingt jagen will, dann kann man es ja noch nachvollziehen. Die elektrische Spannung wiederum ist die Differenz von zwei elektrischen Potentialen, hier gibt es nichts zu jagen, im Übrigen erklärt die Antwort nichts.
Vollkommen richtige Antwort.
Allerdings kommt jetzt der Ketzerkommentar:
Pverl = U * I = U * U/R = U^2 / R.
Die Verluste in der Leitung sind proportional zum Quadrat der Spannung, daher ist es das Ziel, die Spannung möglichst niedrig zu halten :-)
Wenn der Fragesteller den Denkfehler findet, dann kann er zu Recht behaupten, alles verstanden zu haben, ansonsten muss er vorsichtig sein, mit fremdem Wissen anzugeben.