Was ist die elektrische Masse?
Hey Community,
Ich verstehe die elektrische Masse noch nicht so ganz.
Die elektrische Masse ist ein Bezugspotential, auf das sich unsere anderen Potentiale beziehen können.
Nehmen wir jetzt mal an ich hätte eine 9 Volt Batterie. Den Minuspol der Batterie schließe ich an ein leitendes Stück Aluminium. Wenn jetzt alle anderen Potentiale an dieses Metallstück angeschlossen werden, definiere ich dann den Minuspol (am Aluminium) als Masse ?
Und wenn ich z.B mit einer Gabel in die Phase der Steckdose greife, ist dann der Boden unter mir die Masse ? Die 230 Volt der Phase beziehen sich dann doch auf 0 Volt Erdreich, oder :) ?
5 Antworten
so ungefähr, ja
gilt aber nicht, wenn du in kreuzberg oder niederbayern wohnst. denn in kreuzberg hast du je nach dem in der steckdose links L1, rechts L2 oder links L3 und rechts L1... je nach dem.... die haben da nämlich noch 230 volt, 3 phasen....
und in niederbayern ist es so, dass der mittelleiter nicht mit dem potenzialausgleich verbunden ist (TT Netz)
lg, Anna
Hallo!
An sich hast du das schon richtig erkannt. Was die Masse im Einzelfall ist, ist nicht einheitlich.
Das wichtigste ist erst einmal, dass eine Spannung (Potentialdifferenz!) immer ZWISCHEN zwei Stellen anliegt. Es gibt keine absolute Spannung! Man kann also nicht einfach sagen "Dieser Pol meiner Batterie hat 9V".
Richtig ist: "Zwischen den Polen der Batterie liegen 9V an"!
Da es allerdings unpraktisch ist, jedes mal anzugeben, auf welche andere Stelle man sich bezieht, kann man sich einen beliebigen Nullpunkt aussuchen auf den man sich dann immer bezieht - das ist dann die Masse.
Was die Masse sein soll kann man sich also tatsächlich selbst aussuchen - man muss nur darauf achten, immer die Gleiche zu benutzen!
In der Praxis wird in der Regel der Nullleiter (blauer Draht) oder der Erdboden als Masse gewählt. Häufig stimmen beide überein, verlassen sollte man sich darauf aber nicht. Bei Batterien ist es in der Regel der Minuspol. Je nach Anwendung kann es allerdings Ausnahmen geben!
Aha, die Masse ist also reine Definitions sache ? Der Erbauer einer Schaltung, kann sie selbst definieren, um die Schaltungen aufeinander abzustimmen ? Dann hab ichs endlich verstanden. Danke dir :)
Wie du schon richtig schreibst, ist die Masse ein "Bezugspotential", also eine Referenz.
(Hilfreich zum Beispiel zum messen, aber auch zum Entwurf von Schaltungen. Dort klemmt man dann ein Teil des Spannungsmessers an und misst dann gegen alle anderen...)
Wie du die festlegst, ist im Grunde dir überlassen, meist wird die Masse aber als gemeinsamer Rückleiter mehrerer Signalkreise genommen.
Bei einer 9V Batterie würde man die Masse an den Minus-Pol legen, bei einem Verstärker oder Computer gibt es auch negative Potentiale zur Masse. Sie muss also nicht beim negativsten Potential 0 sein.
Eine Spannung ist die Differenz zwischen zwei Potentialen. Potentiale kann man sich wie ein Gebirge vorstellen, Spannung ist die Höhendifferenz - und die Masse legt dabei einen Bezugspunkt (z.B. wie Meeresspiegel) fest.
Zu guter Letzt: Masse ist nicht gleich Erde. Eine Masse kann geerdet sein, muss es aber nicht.
Danke für die Antworten. Hatte schon so was wie Störungen durch "irgendwas" vermutet. Ich merke schon, Elektrotechnik kann doch ganz schön kompliziert sein :)
Die Welt wäre (in dieser Hinsicht) einfacher, wenn wir Gleichstrom hätten. ;)
OK, verlagern wir mal das Problem in den Urwald, wo die elektromagnetische Beeinflussung von außen geringer ist und gehen wir von Gleichspannungen aus. Dein Metallstab hätte eine gewisse Ladung und wenn du misst, würde sich die Ladung allmählich verändern (weil ein Strom durch das Messgerät fließt). In einer Schaltung kannst du Metallstange-zu-Erde als Kondensator beschreiben.
Du als Mensch könntest dich als Widerstand beschreiben (Bodenwiderstand, Kontaktwiderstand, Körperwiderstand in Reihe zu Innenwiderstand Spannungsmesser) und würdest dementsprechendes messen.
Das gleiche Modell (Kondensator) kannst du hier auch anwenden, nur hat dein Körper noch eine Kapazität und alles sind Wechselspannungen. Hinzu kommen die ganzen Störeinflüsse von Stromleitungen (z.B. anderer Phase), elektrischer Geräte, Funkwellen, etc... Du misst also irgendeinen "Cocktail" verschiedenster Einwirkungen. Auf dem Oszilloskop sieht das dann auch entsprechend nach einem sehr unschönen Sinus aus. Das nennt man kapazitive Kopplung und ist ein Teilgebeit der EMV.
Ich habe hier so ne Metallstange Rum liegen
die mag zwar groß, lang und schwer sein, deshalb kannst du trotzdem nicht 230V messen. Sollte die Stange aber tief in der Erde stecken (dort ist die Erde feucht und kann Strom leiten) dann wirst du bestimmt 230V messen. Es ist doch anzunehmen, dass im Elektrizitätswerk auch ein Pol des Generators mit der Erde verbunden ist. An einem Pol einer Batterie kannst du auch nicht deren Spannung messen, wenn der andere in der Luft hängt.
Wenn du an deiner Eisenstange 30V gemessen hast, dann nur. weil die doch eine (aber ganz schlechte) Verbindung zur Erde hat. Diese "ganz schlechte Verbindung" ist dann ein sehr großer Widerstand und über den fließt dann zu wenig Strom, um das Messgerät richtig ausschlagen zu lassen.
Solche Experiment mit der Hand würde ich aber nicht machen. Das Messgerät im falschen Messbereich und man könnte einen Stromschlag bekommen. Das geht nicht immer nur mit einem Kribbeln ab.
Denke bei deinen Überlegungen auch mal an die Vögel auf einer 100.000 V Hochspannungsleitung. Die fallen auch nicht tot herunter. Warum wohl nicht?
Ja, Dein Beispiel mit dem Aluminiumkörper trifft die Sache. Bei vielen Geräten, v.a. bei Kraftfahrzeugen, bietet sich die Karosserie ("Masse") als elektrischer Leiter an. Man spart damit bei der Stromversorgung zu jeder Komponente einen der üblichen beiden Leiter. Voraussetzung ist hier natürlich eine strenge Vereinbarung hinsichtlich der Polarität! Bei uns hat sich v.a. im Kfz-Bereich eine Normung durchgesetzt, nach der die Masse auf den Minuspol der Batterie gelegt wird.
Bei der Steckdose sind die Verhältnisse ähnlich, aber die Sprachregelung etwas anders. Der Außenleiter (Phase) führt eine Wechselspannung von 230 V gegen den Nulleiter, und der ist bei unserem Versorgungsnetz geerdet. Daraus ergibt sich die Spannung zwischen Phase und Erde. Hier sprechen wir aber nicht von "Masse", sondern von "Erde".
Betrachten wir als gut verständliches Beispiel die Autoelektrik:
Vom Pluspol der Batterie (technische Stromrichtung) führen Zuleitungen zu allen Verbrauchen. Anstelle von Rückleitungen werden die Verbraucher mit der leitenden Karosserie verbunden, an welcher auch der Minuspol der Batterie angeschlossen ist.
Die rückleitende Karosserie mit allen an ihr angeschlossenen Verbrauchern und dem Minuspol der Batterie ist die sog. Masse, die überall das gleiche Spannungspotential aufweist.
Wollte ähnliches schreiben, aber darauf hin weisen dass nicht - die Masse sein muss. In Urzeiten gab es Autos die + an Masse hatten, natürlich englische.
Ergänzung zur Spannung: Beim Autobeispiel haben wir am Pluspol der Batterie in der Regel 12 V, an der Masse 0 V, in anderen Fällen (Maschinen, Anlagen) kann die Masse auch mit der Erde verbunden sein, dann entspricht das Spannungspotential dem der Erde.
Hey, ich hätte da noch ne kurze Frage und mir scheint du könntest die Antwort kennen :) Ich habe hier so ne Metallstange Rum liegen. Wenn ich jetzt mit meinem Multimeter die Spannung zwischen Phase und Metallstange messe, müssten das doch 230 Volt sein. Phase = 230 V und Stange 0 Volt (Keine Ladung). Stattdessen messe ich 30 Volt O_o. Und zwischen Phase und meiner Hand 70 Volt . (Phase gegen 0 Volt Erde = ebenfalls 230 Volt)