Arbeitsblatt: Elektrizität

Der Strom aus der Steckdose Eine Batterie liefert eine Gleichspannung, und wenn ein Gerät, beispielsweise eine Glühlampe angeschlossen wird, fliesst ein Gleichstrom, d.h. ein Strom mit konstanter Richtung. Bei der Steckdose ist dies anders. Sie besitzt keinen festen Plus- und Minus-Pol, sondern die Polung wechselt 100 mal pro Sekunde. Die Steckdose liefert eine Wechselspannung und wenn ein Gerät angeschlossen wird, fliesst ein Wechselstrom. I I I 1/100 Sek. später usw. 1/100 Sek. später Innerhalb einer Sekunde liegt 50 mal die Polung /- und 50 mal die Polung -/ vor, und der Strom fliesst 50 mal in die eine und 50 mal in die andere Richtung. Man spricht von einer Wechselspannung bzw. von einem Wechselstrom mit Frequenz 50 Hz (Hertz). Bei jedem Richtungswechsel ist die Stromstärke einen Moment lang null (100 mal pro Sekunde). Der Wechselstrom macht sich in einem Lautsprecher durch einen typischen Brummton bemerkbar und bei gewissen Lampen als Flimmern. Die Frequenz von 50 Hertz ist jedoch gerade so hoch gewählt, dass das Flimmern im Normalfall nicht bemerkbar ist. Siehe auch PSI, S.259; PSIN, S.220. Der Grund, weshalb das Elektrizitätswerk Wechselspannung liefert, ist der, dass Wechselspannung durch Transformatoren hinauf- oder hinuntertransformiert werden kann, was mit Gleichspannung direkt nicht möglich ist. Bei einer Steckdose kann zwar nicht von einem festen Plus- und Minuspol gesprochen werden, aber es besteht doch ein Unterschied zwischen den beiden Polen: Die Leitung, die vom Elektrizitätswerk zum einen Pol führt, ist an verschiedenen Stellen (z.B. bei jedem Leitungsmast und innerhalb der Häuser) geerdet. Man nennt diese Leitung Nullleiter oder Neutralleiter. Die andere Leitung ist nirgends geerdet. Sie führt von der Erde isoliert vom Kraftwerk zur Steckdose. Man nennt sie den Phasenleiter, Polleiter oder Aussenleiter. Zudem gibt es an der Steckdose einen dritten, mittleren Pol. Dieser liefert eine zusätzliche Erdverbindung bei Geräten mit Metallgehäusen. Dies ist der Erdschutzleiter oder kurz Schutzleiter. EW Erdungen EW: Elektrizitätswerk P: Phasenleiter N: Nullleiter E: Erdschutzleiter S: Sicherung Der Erdboden ist ein guter Leiter für den elektrischen Strom. Alle Gegenstände, die elektrisch mit der Erde verbunden sind, sind deshalb auch untereinander verbunden. Durch die Erdung des einen Leiters des Stromnetzes des Nullleiters wird die Erde zum Spannungsnullpunkt des Stromnetzes. Das heisst: Zwischen Phasenleiter und Erde besteht eine Spannung (im Haus z.B. 230 V), wohingegen zwischen allen geerdeten Gegenständen (dazu gehört auch der Nullleiter) und der Erde die Spannung null ist. (Die obige schematische Darstellung der Stromleitungen vom Elektrizitätswerk zum Haus ist vereinfacht. In Wirklichkeit liefert das EW sogenannten Dreiphasen-Wechselstrom, der durch drei Leitungen übertragen wird. Für das Verständnis der Steckdose und der Erdung ist die vereinfachte Darstellung aber ausreichend.) Siehe auch PSI, S.270-275; PSIN, S.231-236