Wie fließt Strom über Erde zu seiner Quelle zurück?
Um meine Frage nicht allzu kompliziert zu halten, hier ein paar Gedanken.
Wir haben einen Trafo, der geerdet ist und eine Anlage, die ebenfalls geerdet ist und somit ein gemeinsames Bezugspotential über Erde. Nun kommt es z. B. zu einer Fehlerschleife oder allgemein einem Stromfluss über Erde. Es heißt ja, Strom sucht sich den Weg zu seiner Spannungsquelle. Jetzt frage ich mich, wie der Strom den Weg über Erde bei mehreren geerdeten Spannungsquellen exakt zu seiner Spannungsquelle findet? Da ja auch zig andere Ströme über Erde hin und her fließen, nehme ich an. Ist ja nicht so, dass Strom eine zugewiesene ID hätte :)
Ich hoffe, mich klar genug ausgedrückt zu haben und freue mich auf eine einleuchtende Antwort.
5 Antworten
Stelle Dir vor, an einem See schöpft am Uferpunkt A Hans einen Liter Wasser und schüttet ihn am Punkt B in den See zurück. Zugleich schöpft Fritz am Punkt C einen Liter und schüttet ihn am Punkt D in den See zurück. Überall, wo gerade Wasser geschöpft wird, entsteht kurzfristig ein Loch im Wasser. Wo Wasser eingeschüttet wird, entsteht dagegen kurzfristig ein Wasser-Berg. Nach wenigen Sekunden ist das Wasser eingeebnet, die Löcher füllen sich und die Berge tragen sich ab.
Hier gestalten Hans und Fritz jeweils geschlossene Wasserkreisläufe. Dabei macht sich aber kein einziges Wassermolekül das verwegene Problem, vom Hans-Wasserberg den Weg zu suchen zum Hans-Wasserloch.
Hätten wir es nun mit verschiedenen Gleichstromkreisen zu tun, die streckenweise durch die Erde führen, dann müsste auch kein einziges Elektron den Weg suchen von seinem Eintrittspunkt an der Erde zu dem Austrittspunkt, das seinem Stromkreis zugeordnet wurde. Die elektrischen Ladungen heben sich im Boden einfach so auf, wie sich der Wasserspiegel des Sees einebnet.
In unserem Alltag haben wir es bei Leitungen durch das Erdreich ohnehin fast immer mit Wechselstrom zu tun. Da vibrieren die Elektronen ganz ohne Wanderschaft nur auf der Stelle. Wenn nun da diverse Stromkreise über das Erdreich geschlossen werden, dann gleichen sich nur elektrische Impulse im Boden aus.
Alles klar, oder noch Fragen dazu?
"wie der Strom den Weg über Erde bei mehreren geerdeten Spannungsquellen exakt zu seiner Spannungsquelle findet"
Warum muss er das? ;-)
Der Erdboden ist kein einfacher Leiter wie ein Kabel, es ist eine räumlich ausgedehnte Zone, die insgesamt mehr oder weniger gut elektrisch leitend ist.
Siehe https://de.wikipedia.org/wiki/Erdungswiderstand#Erdungsimpedanz
Du stellst dir das zu kompliziert vor, vor allem gehst du zu sehr von Leitungs-gebundenem Strom aus. Schütte ein Glas Wasser in den Bodensee und sieh zu, wie es da hineinfließt. So ist es auch mit dem Strom, der in die Erde fließt. Die Erde ist einfach ein riesiges Ausgleichsbecken für Elektronen.
Tatsächlich gleichen sich da Ströme aus oder kreuzen sich aber die Größe der Erde und die Fähigkeit Elektronen aufzunehmen oder abzugeben sorgt für einen schnellen Ausgleich und Entladung der Spannungen. Stehst du allerdings neben einem Blitzeinschlag, dann solltest du die Füße beisammen halten. Der Abfließende Strom staut sich da sozusagen erst mal und wenn du die Beine in großem Abstand hast könnte auch über dich ein Ausgleichsstrom fließen. Stell dir Elektronen wie Wasser oder kleine Murmeln vor. Schüttet man das auf den Boden verhält es sich ähnlich wie Strom.
Elektronen gehorchen einfach nur der Gesetze der Physik und indem Fall der Elektromagnetischen Wechselwirkung. Bei einem Elektrischen Strom haben Ladungsträger das bestreben sich auszugleichen. Wenn sie sich auch an anderen Spannungsquellen ausgleichen können tun sie es auch dann fließt ein Teil dort hin und ein Teil zur Traforstation.
Es ist absolut Willkürlich wie sie fließen Hauptsache sie können Platz an positiv Geladene Atome finden also Atome denen Elektronen fehlen.
Es heißt ja, Strom sucht sich den Weg zu seiner Spannungsquelle.
Hier dürfte der Fehler liegen. Strom such sicht keinen Weg, er fließt zwischen Potentialen, wenn diese leitend verbunden sind.
Habe ich z.B. zwi Erdungspunkte (benachbarte Gebäude) die gerade unterschiedliches Potential haben, dann fließt auch zwischen diesen Punkten ein Strom, während aber z.B. von beiden Punkten ein Potentialgefälle zum Transofrmater besteht und auch dorthin Strom fließt..
Wenn wir mal kurz auf die 3. Dimension verzichten, dann sind die Erdungspunkte auf einer Ebene. Die Potentiale sind die Höhe, es entsteht eine Hügellanschaft, wobei benachbarte Punkte unterschiedlichen Potentials eine Art Grundneigung im Gelände erzeugen. An den Spitzen (den Erdungspunkten) quillt Wasser aus dem Boden, und es fließt überall hin, wo es niedriger ist.