Hoch-und Heruntertransformieren von Spannung?
Guten Abend,
ich brauche für den Physikunterricht zu morgen unbedingt ein Beispiel und Erläuterung für ein Bsp. zum Hochtransformieren und Heruntertransformieren von Spannungen und zum Hochtransformieren vonnöten Stromstärke. Danke schonmal im Voraus 😋
1 Antwort
Kraftwerk -> Spannung wird zur Übertragung über Hochspannungsleitung hochtransformiert -> Umspannwerk vor Ort -> Spannung wird wieder heruntertransformiert -> Verbraucher
Warum Übertragung über Hochspannung?
Du bräuchtest für den hohen Strom sonst sehr dicke (=schwere und teure) Kabel. Der Leitungsverlust bereichet sich ja aus dem Widerstand der Kabel ( U = R * I mit U = Spannungsverlust, R = Leitungswiderstand und I = Strom) So brauchst du nur einen gewissen Abstand zwischen den Leitungen um ein Überschlag zu verhindern ( > 1mm pro 1000 Volt bei trockener, nicht ionisierter Luft), in der Praxis ist ein viel größerer Abstand notwendig. Da die übertragene Leistung als Produkt von Strom und Spannung gleich bleibt (von Verlusten auf der Strecke abgesehen) sind also die Stromstärken bei der Hochspannung geringer.
Bei hohen Stromstärken macht sich außerdem noch der Skineffekt bemerkbar. Die Stromverteilung im Leiter ist nicht gleichmäßig, im Inneren des Leiters fließt ein geringerer Strom als außen, was noch dickere Leitungen erforderlich machen würde.
Beispiel:
Das Heizkraftwerk Nord (München) erzeugt etwa 360 MW Leistung, transportiert wird die Energie (nehmen wir mal an) über eine 3 phasige 380kV Leitung, macht also immerhin noch 315A auf der Hochspannungsleitung pro Phase. Würden jetzt nur 380V pro Phase übertragen würde ein Strom von 316 kA übertragen. Selbst bei
einem 1m dicken Kabel käme nach 10km Leitung aus Stahlseil am Ende nichts mehr an.