Wie bewegt sich der Wechselstrom?
Hallo! Eine Frage, die ich mir schon seit Jahren stelle!
Beim Gleichstrom ist es ja einfach. Elektronen bewegen sich von A nach B. Evtl. liegt ein Verbraucher, z. B. Eine Glühstab, dazwischen, den die Elektronen passieren und erhitzen.
Alles klar.
Beim Wechselstrom kenne ich mich ja aus. Von Trafos über Erzeugung bis hin zu den Phasen & Leistungsdiagrammen kenne ich alles. Und das ist ja wohl logisch und nachvollziehbar.
Aber wie zum Teufel bewegt sich Wechselstrom fort? Man sagt gerne "Wechselstrom zittert". Was soll das heißen? Wie kommt die Energie von A nach B, wenn nicht Elektronen fließen? Wie leuchtet dann z. B. Der Glühstab, wenn keine Elektronen vorbeifließen? Da fehlt mir die Vorstellung dazu.
Ich bitte um eine ausführliche Antwort, da es sich um eine ärgerliche Wissenslücke handelt.
Danke.
9 Antworten
Es ist ja nicht so, dass das selbe Elektron welches von A los geht das selbe ist was bei B ankommt es ist eher wie beim Domino. Das eine Elektron stößt das andere aus seiner Bahn usw usw. Ein Elektron alleine bewegt sich dabei relativ langsam aber dadurch, dass eben nicht nur ein Elektron beteiligt ist ist die Wirkung des gesamten elektrischen Stroms in Lichtgeschwindigkeit spürbar. Das ist natürlich stark vereinfacht aber wenn man sich das so besser vorstellen kann kann man das dabei belassen.
Die Spannung die die Elektronen vorantreibt Wechselt in unserem Netz sinusförmig seine Polarität. Das einzige was dann halt passiert ist, dass die Elektronen langsamer werden und dann damit beginnen in die andere Richtung zu wandern und dann immer hin und her. Dadurch, dass sie ja überhaupt in Bewegung sind, haben wir einen elektrischen Strom und damit eine Leistung gemäß P=U*I
garnicht...
die elektronen schwingen im kabel hin und her und übertragen den strom in wellen.
das ist wie mit dem meer.
sieht man von der strömung ab, wird mit den wellen auch nur die auf und ab bewegung übertragen...
dass die glühlampe auch mit wechslestrom funzt liegt einfach daran, dass hin und her reiben den gleichen effekt hat, wie die ganze zeit in eine richtung zu reiben.
das kann man sich ungefähr wie den vergleich zwischen einer bandsäge und einer brennholzsäge (bügelsäge) vorstellen. letztere hat zähne in beide richtungen, sägt also auch beim zurückziehen...
lg, Anna
Ich stelle es mir vor wie ein Fluss, der ein Mühlrad antreibt und der dabei einmal in die eine Richtung fließt und dann wieder in die andere.
Dem Korn, das gemahlen wird, ist egal, ob sich der Mühlstein immer in dieselbe Richtung dreht oder auf der Stelle hin und her.
Hauptsache es wird Energie angeliefert.
Hallo Quotenbanane,
ich verwende gern Bilder von Wasserläufen und Wasserrinnen, um wenigstens einige Aspekte eines Stromkreises zu veranschaulichen. So vergleiche ich immer gern Spannungen mit Höhendifferenzen.
Um Wechselstrom darzustellen ist natürlich so ein Bach oder Fluss ungeeignet. Ich stelle mir daher gern einen an sich auf gleicher Höhe liegenden Kanal vor, der rund läuft und an einer Stelle zwei benachbarte Becken hat, die durch eine Wand mit einer Pumpe getrennt sind - oder einer Wellenmaschine.
Die Pumpe befördert konstant Wasser aus einem ins andere Becken, wo ein etwas höherer Wasserspiegel entsteht und Wasser über den Kanal zurückläuft - Gleichstrom.
Die Wellenmaschine sorgt für wechselnde Höhendifferenz in den Becken und erzeugt dadurch Wellen im Kanal, also Stellen mit niedrigerem und Stellen mit höherem Wasserstand - Wechselstrom. Das Wasser bleibt so ständig in Bewegung. Da kann man irgendwo eine Maschine mit einem Schwimmer hinstellen, die aus dessen Auf- und Abbewegung heraus Arbeit verrichtet.
Aber wie zum Teufel bewegt sich Wechselstrom fort?
Wellenartig, wie beim Wasser.
Wie kommt die Energie von A nach B, wenn nicht Elektronen fließen?
Durch Übertragung von Energie, wie beim Wasser oder beim NEWTONschen Pendel.
Wie leuchtet dann z.B. der Glühstab, wenn keine Elektronen vorbeifließen?
Der klassische Glühdraht leuchtet letztlich, weil er ein annähernd schwarzer Körper und mehrere tausend Kelvin heiß ist, wie ungefähr 1000K heiße Kohle ganz ohne Stromfluss auch glüht, wenn auch hauptsächlich Infrarot mit einem bisschen Rot.
Die durch die - gleiche oder wechselnde - Spannung beschleunigten Elektronen geben ihre Energie durch Stöße mit Phononen (Schallquanten, also Energieportionen der Gitterschwingung) an das Material ab, dissipieren sie als Wärme.
Den Wechselstrom kann man sich so vorstellen,indem man an eine Batterie eine Glühlampe anschließt und dann irrsinnig oft pro Sekunde die Klemmen an der Batterie vertauscht.
Die Netzfrequenz in Deutschland beträgt 50 Hz und so müßtest du die Batterieklemmen 50 mal pro Sekunde umpolen.
Elektronen fließen in der Stromleitung kaum,aber die Wirkung des elektrischen Stroms setzt sich mit Lichtgeschwindigkeit fort.
Das kann man mit Biliardkugeln vergleichen,die in Reihe aufgestellt sind.
Die 1.te Kugel wird angestoßen und überträgt die Energie (Impuls) auf die 2.te Kugel,dann die 2.te Kugel auf die 3.te Kugel usw.,bis die Energie an der letzten Kugel ankommt.
Mit einem Oszilloskop kann man das an einer Autobatterie darstellen.
1) die Masse des Oszilloskop an Minuspol an der Batterie anklemmen und dann den Prüfkopf an den Pluspol halten.
Ergebnis:Der Bildschirm zeigt +12 Volt an
2) nun Masse des Oszilloskop man Pluspol der Batterie und den Prüfkopf am Minuspol der Batterie halten.
Ergebnis:Der Bildschirm zeigt -12 Volt an.