Wechselspannung mit 50Hz, heißt es gibt keine Phase?
Eigentlich schaltet eine Steckdose doch ständig zwischen Plus und Minus weswegen man auch von einer Wechselspannung spricht. Nun habe ich ein Spannungsprüfer in Form eines Schraubendrehers, der nur bei einem Loch der Steckdose leuchtet.
Wie ist das möglich? Wenn die Steckdose 50 x in der Sekunde ihre Phase wechselt, müsst es in beiden Löchern leuchten.
Kann einer mir den Fehler erklären?
12 Antworten
Dein eigentlicher Fehler besteht darin zu glauben, daß beide Leiter ihre Rolle tauschen - Dem ist aber nicht so und das ist auch nicht nötig. Der eine Leiter wird vereinfacht betrachtet konstant auf einem Potential gehalten, während der andere seines ändert und um das Potential des anderen herumschwingt.
Dadurch entsteht eine "Umpolung".
Wenn der konstant gehaltene Leiter nun Erdpotential hat, dann kannst Du mit Deinem Phasenprüfer eben auch keine Potentialdifferenz messen, es sei denn, Du greifst mit Deiner freien Hand an ein abweichendes Potential - wovon wir jetzt mal nicht ausgehen wollen. Der Leiter dessen Potential sich permanent verändert bildet eine Differenz zu Deinem Potential aus, der Phasenprüfen kann also glimmen. (Wenn wir mal von den Nulldurchgängen absehen)
Hier liegt eindeutig dein Fehler:
... Wenn die Steckdose 50 x in der Sekunde ihre Phase wechselt, ...
Die Phase wird nicht gewechselt, sondern die Polarität. Aus einer positiven Spannung wird eine negative, aus einer negativen eine positive und so weiter.
Und noch etwas: nicht die Steckdose wechselt ihre Phase (Polarität), sondern der Strom auf dem Leiter mit der Bezeichnung "L1". -> Für alle anderen noch der Hinweis: Ja "N" macht das gleiche durch. Aber "N" ist hier schon ausreichen beschrieben.
Das ist eher eine Frage wie du dir die Sache mit dem Strom vorstellen willst.
Ich versuche das mal mit meiner eigenen Vorstellung. Hierbei gehe ich immer von positiver Energie aus.
Im Kraftwerk wird mal Strom/Elektronen (wie du dir das auch immer vorstellen willst) in die eine Richtung gedrückt und anschließen in die andere Richtung. So kommt es mal in dem Draht L1 zum Überdruck (positiver Spannung) und mal in dem Draht mit N zu Überdruck. Im jeweils anderen automatisch immer in der gleichen Menge zurückfließendem Strom.
Als Elektroniker gehen wir allerdings davon aus, dass nur die Spannung an L1 gegen N gemessen wird. Und so ergibt sich auf L1 eine positive Sinuskurve und anschließend eine negative Sinuskurve. Und so weiter. In diesem Fall möchte ich deine Aussage von herausgezogenen Elektronen aus dem Nullleiter für richtig beantworten. Auch wenn es für mich komisch klingt.
Das hat nichts mit der Polarität zu tun.
Sondern damit, dass der eine Pol (N, Neutralleiter) Erdpotential hat und somit gegenüber dir als zweitem Pol des Phasenprüfers keine Spannung vorhanden ist und zeigen kann.
Nur an der sogenannten Phase herrscht eben abwechselnd + und - Spannung gegenüber Erde (also deinem leicht oder gut geerdeten Finger), so dass er leuchtet. Er leuchtet bei jeder Polung, egal ob + oder -. Also total 100x pro Sekunde.
Da gerät einiges durcheinander. Wie und warum sollte sich zunächst das Glimmlämpchen des Spannungsprüfers als "Stromverbraucher" (Das Wort ist physikalisch etwas irreführend) für den Wechsel der Stromrichtung interessieren? Das klassische Glühlämpchen am Fahrradlicht z.B. leuchtet doch am Wechselstrom des Fahrraddynamos genauso gut wie am Gleichstrom einer ersatzweise eingebauten Taschenlampenbatterie!?! Selbst den Hütern der Straßenverkehrsordnung ist die Art der Stromquelle am Fahrrad längst gleichgültig.
Um einen Glühdraht bzw. eine Glimmlampe zum Leuchten zu bringen, leiten wir einen elektrischen Strom durch das Leuchtmittel. Dazu legen wir an dem Gerät, wie bei jedem "Stromverbraucher", eine elektrische Spannung an. Das heißt, wir führen zwei elektrische Leiter zu, zwischen denen eine Spannung anliegt. Ein einzelner Leiter allein bleibt somit immer wirkungslos, weil das Gegenpotential dazu fehlt.
Bei älteren Fahrrädern bewerkstelligte man das ganz umstandslos: Man führte von der Stromquelle (Dynamo) einen Leiter in Gestalt eines flexiblen Drahtes jeweils zum vorderen Licht und zum Rücklicht. Als zweiten Leiter nutzte man einfach den vorgefundenen elektrisch leitfähigen Metallrahmen des Fahrrades. Jede Lampe war also einerseits mit dem Kabel verbunden und anderseits mit dem Metallrahmen. Damit waren die beiden Stromkreise geschlossen.
Hier erlaube ich mir einmal ganz nebenbei, meinem Ärger freien Lauf zu lassen, das darf geflissentlich überlesen werden: Was die Fahrradbauer einmal auf die seltsame Idee brachte, anstelle der bewährten Stromführung über den Metallrahmen ganz umständlich zweiadrige Kabel - über störungsanfällige Ein- und Ausführungen - durch den hohlen Metallrahmen zu führen, bleibt mir bislang rätselhaft. Beim alten, augenscheinlich offenen System konnte man einen Kabelabriss sofort sehen und minutenschnell die Verbindung wieder herstellen. Beim heutigen System verbirgt sich die Stromkreisunterbrechung im dunklen Rahmen. Das macht die Störungssuche aufwendig und bereichert bestenfalls die Reparatur-Werkstätten. Ich habe mir längst angewöhnt, bei der ersten Lichtstörung an neuen Fahrrädern erst einmal diesen seltsamen Kropf zu beseitigen zur Vereinfachung. Entschuldigung, das ist für die Beantwortung der Frage bedeutungslos. Kommen wir zum alten System zurück.
Beim guten alten Fahrrad war also einer der beiden notwendigen Leiter elektrisch mit dem Rahmen verbunden, der Leiter lag sprachüblich an Masse, genauso wie bis heute beim Automobil der negative Leiter zur Vereinfachung an Masse gelegt ist, also mit der Fahrzeugkarosserie verbunden ist. Wenn ich beim Auto einen 12-Volt-Sannungsprüfer auf einen Pol der Batterie halte, bleibt das wirkungslos, es fehlt ja die Verbindung zum Gegenpol. Um zu prüfen, ob an der Batterie überhaupt eine Spannung anliegt (Das ist keine hinreichende Prüfung der Batterie-Funktionstüchtigkeit!), kann ich nun den Spannungsprüfer mit beiden Anschlüssen der Batterie verbinden. So leuchtet die Lampe. Ich kann auch stattdessen an einer beliebigen störungsverdächtigen Stelle am Auto den Spannungsprüfer mit dem positiven Drahtleiter einerseits und der Masse (Karosserie) andererseits verbinden. Im störungsfreien Falle leuchtet der Spannungsprüfer. Im Misserfolgsfalle ist die Unterbrechung nur noch an der Zuführung des positiven Drahtes zu suchen. Die Karosserie leitet ja immer ohne Unterbrechung beim unzertrümmerten Auto. Doch damit zurück zur heimischen Steckdose.
Bei unserem öffentlichen Stromversorgungsnetz (Hier vernachlässige ich zur Vereinfachung die Drehstromverkettung) ist einer der beiden Wechselstromleiter fest mit der Erde verbunden, sozusagen mit der Masse, er ist geerdet. Diesen Leiter nennen wir Mittelpunkleiter oder Nullleiter. Der Strom wird an diversen Stellen in die Erde geführt und an anderen Stellen wieder herausgeführt. Damit erspart man sich schon über weite Strecken einen teuren Kupferleiter samt seiner Störungsanfälligkeit. Schließlich kennt die unzertrümmerte Erdkugel keine elektrischen Unterbrechungen.
An der heimischen Steckdose kann ich nun den Stromkreis beleuchtungswirksam über den Spannungsprüfer auf zweierlei Art schließen: Ich kann den Spannungsprüfer beidseitig mit beiden Buchsen der Steckdose verbinden. Ich kann den Prüfer stattdessen auch einerseits mit der „Phase“, dem ungeerdeten Leiter, und andererseits mit der Erde verbinden. Als Erdung kann ich alle möglichen Körper als Zwischenleiter zur Erde benutzen, besonders erfolgreich zum Beispiel Wasserrohre oder Zentralheizkörper, etwas weniger wirksam auch Wände und Böden im Gebäude, je nach deren elektrischem Widerstand auf dem Wege zum Erdkörper, dem Erdungswiderstand.
Der alleinige Kontakt des Spannungsprüfers mit der Phase, ohne jegliche Erdung an der anderen Seite, bleibt immer wirkungslos. Da wird ja kein Stromkreis geschlossen. Im praktischen Alltag benutzen wir zur Spannungsprüfung am öffentlichen Versorgungsnetz als Zwischenleiter zur Erde ganz umstandslos den eigenen Körper. Der hat zwar schon einen beträchtlichen Widerstand von etwa einem Kiloohm, weitaus größer ist gewöhnlich schon der Widerstand von Socken, Schuhsohlen, Teppich, Holzboden und restlichem Baukörper. Und am größten ist schließlich der im Spannungsprüfer eingebaute elektrische Widerstand. Deshalb fließt hier über den menschlichen Körper ein Strom von ganz geringer, ungefährlicher Stärke. Den kann man bestenfalls mit nackten nassen Füßen auf dem Steinboden ein bisschen kitzeln lassen. Dann leuchtet der Spannungsprüfer besonders hell. Dessen Glimmlämpchen ist nämlich weitaus empfindsamer als ängstliche Menschen.
Nun zurück zur Frage. Wenn ich den Spannungsprüfer nur in die Steckdosenbuchse einfach mit dem Nullleiter verbinde, passiert das gleiche, wie wenn der Hund den Mond anbellt. Steckt der Prüfer dagegen in der anderen Buchse mit der Phase, dann wird mit erhellender Wirkung ein Stromkreis über meinen Körper zur Erde geschlossen.
Alles klar, oder noch Fragen dazu?
Der Fehler ist, dass du nicht genau weisst was genau Wechselspannung ist und wie diese vom Generator zur Steckdose kommt und welche Funktion diese hat.
Der zweite Fehler ist, zu denken dass Wechselspannung auf beiden Polen der Steckdose anliegt.
Bitte informiere dich was genau Wechselspannung und Wechselstrom ist.
Wenn die Phase ihre Polarität ins Negative verändert so zieht es meines Verständnisses Elektronen aus dem Nullleiter. Oder liege ich da Falsch?