Verliert Strom an Kraft wenn er durch eine sehr lange Leitung fließt über mehrere Kilometer?
Vielleicht verstehe ich Strom auch ganz falsch, bitte verurteilt mich nicht dafür
Freundliche Grüße
8 Antworten
"Kraft" bezeichnet in der Physik was ganz anderes als Du hier meinst.
Strom hat Spannung und Stromstärke. Das Produkt daraus ist dann die Leistung.
Und die Leistung über die Zeit ist dann Energie oder anders ausgedrückt "Arbeit".
Was bei einer Leitung für Verluste sorgt, das ist alleine die Stromstärke. Je mehr Strom über eine Leitung fließt, desto mehr Spannung fällt über die Leitung ab - bei gleichem Widerstand der Leitung.
Je dicker die Leitung, desto weniger Widerstand hat die. Aber je länger, desto mehr Widerstand hat die. Doppelt so lang bedeutet doppelt so viel Widerstand.
Der Strom ist an allen Stellen der Leitung gleich, Strom - genauer Stromstärke - geht nicht verloren. Aber Strom ohne Spannung hat keine Leistung, Leistung ist ein Produkt aus Strom und Spannung. Irgendwas mal Null ist eben Null.
Speist man vorne zum Beispiel 230V ein und es fließen 10 Ampere, dann hat man vorne 2300 Watt die eingespeist werden. Fallen jetzt aber durch den Strom und durch den Widerstand der Leitung 10V über die Leitung ab, dann bekommt der Verbraucher nur noch 220V, das sind dann 220V×10A = 2200 Watt. Also sind 100W an Leistung verloren gegangen.
Hat man jetzt besonders lange Leitungen, müsste man diese besonders dick machen. Lang bedeutet, dass man da viel Metall braucht und wenn man das dicker macht um die Verluste klein zu halten, dann wird das ein vielfaches teurer. Man kann sagen, dass die Kosten für das Material der Leitung mit der Länge im Quadrat steigen. Doppelt so lang braucht doppelt so dick um die Verluste gleich zu halten. Und 2xlänger mal 2×dicker bedeutet dann 4× mehr Material!
Also muss man den Strom in der Leitung klein kriegen. Da Leistung Spannung mal Strom ist, kann man die Spannung erhöhen und bei gleicher Leistung weniger Strom zu brauchen.
Wenn Du das dann durchrechnest und Formeln aufstellst, wirst Du feststellen, dass doppelte Spannung den notwendigen Strom halbiert und das wiederum die Verluste viertelt!
Und deswegen baut man Hochspannungsleitungen und Transformatorstationen. Wenn man statt 230V 380.000 Volt verwendet, dann sinken die Verluste bei gleicher Leitung auf weit unter 1% des Verlustes den man bei 230V hätte. Also kann man die Leitungen sogar noch billiger machen. Man spart also Verluste (Energieverschwendung) und Geld für das Material der Leitungen wenn man elektrische Energie über Hochspannungsleitungen überträgt anstatt mit der "Kleinspannung" (230V) die der Haushalt bekommt.
Danke sehr für diese sehr ausführliche Antwort, da habe ich keine Fragen mehr offen
Kraft ist ein etwas ungeeignetes Wort.
Verlust an transportierter Energie (wird in Wärme umgewandelt) oder Verlust an Leistung trifft es besser.
Spannung ist wie der Druck in einer Wasserleitung, Strom wie die Durchflussmenge. Je länger die Leitung, desto größer wird der Druckverlust, wenn Wasser fließt. Der Druck wenn kein Wasser fließt (Staudruck), bleibt aber immer gleich. So ist es auch bei Elektrizität.
Strom hat keine "Kraft" (naja, gut, er kann Kraft ausüben, insb. via Magnetfeld).
Aber ja, Strom "verliert" Spannung wenn er über sehr lange Leitungen fließt (bzw. die Spannung teilt sich anders auf, so dass bei dir weniger "übrig" bleibt). Das ist auch der Grudn wieso man bei so langen Leitungen hohe Spannungen nutzt um den Verlust zu minimieren (das ist aber ein anderer Effekt: Hohe Spannung -> Wenig Strom).
In der Welt der Physik gehört die "Kraft" in den Bereich der Mechanik. In der Elektrotechnik operieren wir u.a. mit Spannung, Stromstärke und Widerstand.
Mit der Länge einer elektrischen Versorgungsleitung steigt natürlich deren Widerstand. Der lässt sich verringern durch die Erhöhung des Leiterquer-schnittes. Bei einer sehr langen Versorgungsleitung mit entsprechend kleinem Leiterquerschnitt und hoher Stromstärke fällt die Spannung entsprechend ab. So kann unter Umständen am Verbraucher ein Bruchteil jener Spannung ankommen, die an der Spannungsquelle anliegt.
Siehe dazu "Ohm´sches Gesetz" und "Spannungsabfall".
Ja weil die Leitung selber ein Hindermiss, einen sog. Widerstand darstellt. Deswegen haben wir auch wechselstrom. Bdi Gleichstrom würde zuviel verloren gehen. Dadurch aber, daß man die Polarität (+/-) ständig ändert (50*/sek) da hält sich der Leistungsabfall bei Überlandleitungen noch imRahmen.