Was ist Masse in der Elektrotechnik?
Kann mir jemand Idiotensicher erklären, was "Masse" in der Elektrotechnik ist? Im Wikipedia Artikel verstehe ich im ersten Abschnitt bereits jedes zweite Wort nicht. Ich hoffe es gibt eine einfach zu verstehende Erklärung, warum ich sowas brauche ^^.
8 Antworten
das ist einfach das bezugspotential. Definierst du es als 6V, dann hast du bei +10V einen Potentialunterschied von 4V. Meistens ist es alelrdings als 0 V definiert und somit hättest du bei +10V auch wirklich diese 10V.
"Masse" ist nichts anderes als der Bezugspunkt auf den sich alle Spannungen bezieht sofern nicht anders angegeben.
"Masse" ist nicht grundsätzlich Minus! Die Briten haben einige Zeit Autos gebaut, da war die Fahrzeugmasse (Karosserie) mit dem Pluspol der Batterie verbunden und damit alle Spannungen negativ bezogen auf Masse. Wie es Obelix so treffend formuliert: "Die spinnen, die Briten!"
Warum man normalerweise Minus auf Masse legt hat historische Gründe. In der Radioröhrentechnik liegt die Kathode der Röhre an Masse und man arbeitet mit dem was aus der Kathode raus kommt. Damit Strom durch eine Röhre fliessen kann, muss die Annode immer positiv sein. Daher muss man die Masse auf den minuspol der Schaltung legen, sonnst funktioniert es nicht.
Heutzutage (Transistorzeitalter) ist das eigentlich egal, aber aus Gewohnheit macht man das immer noch so. Tatsächlich würde es anders herum sogar besser sein, denn Transistoren sind besonders stark, wenn die negative seite des Verbrauchers geschaltet wird.
"Erde" ist der Bezugspunkt auf den der Mensch steht und ständig damit verbunden ist. In der Energieübertragung ist die Erde deshalb so wichtig da die Umgebung der Kabel auf Erdpotential liegt. Hier muss man die Isolatoren so dimensionieren, dass die Spannung zwischen Kabel und "Erde" keinen Lichtbvogen erzeugt. Daher benutzt man "Erde" als Masse, dem allgemeinen Bezugspunkt.
Im Haushalt ist die Erde so wichtig denn ein Mensch kann ja was anfassen. Gibt es eine Spannung gegen Erde, so fließt ein Strom durch den Körper des Menschen der das anfasst. Bei Spannungen deutlich über 40V herrscht Lebensgefahr! Deshalb hat sich die Dreileitertechnik durchgesetzt. Der Nulleiter ist der Bezugspunkt des Systems der auch mit Erde verbunden ist. Der Schutzleiter (Erde) ist separat und hat genau das Potential das der Mensch der auf dem Boden (Erde) herumläuft hat. Die Phase führt die Spannung bezogen auf den Nulleiter (Masse) und damit Erde. Verbindet man das Gehäuse eines Gerätes mit dem Schutzleiter, so kann es keine Spannung gegen Erde aufweisen, egal was passiert. Ein Mensch, der das Gehäuse anfasst ist sicher. Kommt die Phase gegen das Gehäuse, so entsteht ein Kurzschluß, denn der Strom fließt in den Erdleiter ab und überlastet die Sicherung.
Eine Spannung besteht zunächst einmal zwischen den beiden Polen einer Spannungs- oder Stromquelle, z. B. einer Batterie oder dem Wechselstromausgang eines Transformators. Man kann nun einen der Pole als "Massepol" oder "Masse" definieren. Benötigt man in einer Schaltung zwei unterschiedliche Spannungen, z.B. 6 Volt und 9 V, z. B. realisiert durch eine Batterie mit 6 V und eine mit 9 V, so wird man die Minuspole der beiden Batterien elektrisch leitend miteinander verbinden und dieses Potential somit als Massepotential definieren. Benötigt man + 9 V und -6 V, so wird man den Minuspol der 9 v Batterie mit dem Pluspol der 6 V Batterie elektrisch verbinden. Der gemeinsame Pol ist dann wieder die "Masse", gegen die die anderen Spannungen gemessen werden. Auch bei einer einzigen Stromquelle (Autobatterie) kann man sinnvoll einen Pol als "Masse" definieren (üblicherweise den Minuspol), den man dann mit der elektrisch leitenden Karosserie verbindet. Vorteil: Man benötigt nur eine Leitung zum Verbraucher (z.B. Standlicht), die Rückleitung des Stroms erfolgt über die Karosserie (die Masse). Bei komplexeren höherfrequenten Signalen oder bei empfindlichen, auf kleinste Spannungsschwankungen reagierenden Schaltkreisen ist das mit der "Masse" nicht mehr so einfach. Dort können Störungen durch "Masseschleifen" und ähnliches auftreten. Man muß die "Masseführung", d.h. die Leiterbahnen, die das Massepotential darstellen, sehr bewußt dimensionieren und führen - aber das führt hier zu weit. Bei der Stromversorgung im Haus ist die Masse zunächst der Nulleiter, dieser ist zentral im Haus mit der Erde verbunden, mit der auch die "Schutzerde" der Geräte, z.B. Elektroherd verbunden ist. Siehe hierzu die anderen Beiträge.
Hallo und vielleicht "Ideotensicher". Masse heißt, es ist eine ganze Menge vorhanden, nämlich in unserer Erde eine ganze Menge Masse von negativ geladenen Elektronen. Die sind überall, im Massen. Kribbelig wie Ameisen, wollen raus, warten nur darauf, von irgendetwas benötigt zu werden. Dies können ihnen aber nur die positiven Teilchen des Potentialsunterschieds geben. Elektronen sind negativ geladen Protonen sind positiv geladen. Und ich sage Dir, wenn es die Möglichkeit gibt, das so ein Proton sich zeigt, kommt die Masse der Elektronen und schlägt zu, möchte sich verbinden. Es entsteht Stromfluß, bei Räumlicher Nähe auch magnetisch und/oder statischer Ausgleich zwischen den Polen. Also, die Masse ist Grundsatz, Lieferant für die benötigten Elektronen. Du kannst Dir mal den Spaß machen. Schaue im Bohls`chen Periodensystem. Nimm Dir einfach zwei Materialien. Siehe die Stellenzahl, die Werte der Spannungsreihe, und Du erhälst die Spannung, die diese beiden Materialien Dir bei galvanischer, (Also nicht direkt aneinander, aber so zusammen, das es knistert. Hier ist auch die "Masse" der Elektronenlieferant!
Die Masse ist oft galvanisch (elektrisch direkt) mit der Erde verbunden, das wird als Erdung bezeichnet.
Meist ist der elektrische Minuspol ( − ) der speisenden Spannung zugleich Masse. Siehe zum Beispiel Auto. Der Minuspol ist mit der Karosserie verbunden. Jedes angeschlossene elektrische Gerät/Lampe kann dadurch mit Strom versorgt werden, das eine Plusleitung zum Gerät hinführt und dieses dann mit dem Minusanschluss mit der Karosserie verbunden wird.
Also: Entweder die sogenannt Erdung, die hohe Ströme durch Kurzschlüsse ins Erdreich ableitet (Blitzableiter) oder Minus-Pol eines Stromkreises, wenn keine Verbindung zur Erde möglich ist (Auto, weil durch die Reifen kein Strom läuft).