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Archiv verlassen und diese Seite im Standarddesign anzeigen : warum raucht der Schalter ab, ohne das die Sicherung fliegt? - Strom für Dummys



wüstenfuchs
15.09.2009, 09:15
ach ja:

warum wirds warm und warum fliegt die Sicherung nicht raus?

Ich hab heut Zeit übrig, darum will ich gern eine Denkhilfe für Elektrikanfänger schaffen.

Wir brauchen dazu ein cleveres Gedankenmodell:
Wir betrachten ein Haus mit vielen Gängen und Türen und Räumen und einer Menschenmenge.

1.) Dort, wo die Menschenmenge sich gegenseitig auf die Füsse tritt und sich aneinander reibt, dort wirds warm.
2.) Die Menschen folgen einem inneren Befehl, der sie durch die Gänge treibt.
Dieser Befehl, diese treibende Kraft ist die Spannung, die anliegt (12 V).
3.) Wenn diese Menschen sich bewegen, dann fliesst Strom.

Die Leut im grossen Raum (Batterie oder Lichtmaschine) drängen sich also hinaus in einen Gang bis zu einer Tür (Schalter) dort müssen sie anhalten.
VOR der Tür ist also volles Potential, HINTER der Tür ist "zero". Das ist der Grund, warum über geöffneten Schaltern die Netzspannung (12V) anliegt.

Jetzt macht einer die Tür auf, und die Leut drängen hindurch...es fliesst Strom.....
Am Ende des grossen Ganges folgt ein kleiner Gang, ganz schmal, vor dem sich wieder alles staut. Der kleine, dünne Gang ist ein Verbraucher (zB Glühfaden einer Lampe).
Darum liegt bei geschlossenem Schalter fast die volle Spannung am Verbraucher an.

DURCH den Verbraucher passen aber nur begrenzt viele Leut durch: der Verbraucher bestimmt unter der anliegenden Spannung den Stromfluss! Würde die Spannung höher, gingen mehr Leut durch!

Jetzt rennen also viele Leute wie angestochen durch diesen schmalen, engen Gang. Das macht eine gigantische Wärme: der Faden glüht und macht Licht.

Hinter der Lampe marschieren die Leut wieder zum grossen Raum zurück.


WARUM WIRD DER SCHALTER WARM?

die Türzarge ist eine Engstelle im Gang. Die marschierenden Leut müssen sich zusammendrängen, es gibt einen kleinen Stau (an einem zu schlechten Schalter fällt etwas Spannung ab). Wärme entsteht. Je enger und schlechter der Durchgang, desto wärmer, denn: der BEFEHL, durchzugehen bleibt unvermindert erhalten!

Aus dem selben Grund werden zu gering dimensionierte Leitungen warm. Der Elektriker nennt das "Stromdichte", die sich abstossenden Ladungen erzeugen umsomehr Wärme, je enger wir sie "per Befehl" zusammenpferchen.


WARUM FLIEGT DIE SICHERUNG NICHT?

Weil Kfz-Sicherungen nur den Stromfluss erfassen. Und fatalerweise wird bei solchen Engstellen wie einem unterdimensionierten Schalter der Stromfluss geringer.


WARUM FLIEGT EINE SICHERUNG ÜBERHAUPT?

Wenn ein Kurzschluss oder eine Überlast plötzlich "viele Menschen (Ladungen)" bewegt, stellt die Sicherung die Sollbruchstelle dar. Sie wird warm, heiss, schmilzt und verschüttet den Gang: Stromkreis unterbrochen.


WARUM ERFASST EINE WIDERSTANDSMESSUNG DAS NICHT?

wir haben zweierlei Widerstände: einen "statischen" und einen "dynamischen".
Wenn wir das Leitungsnetz messen, jagen wir eine sehr kleine Gruppe von Ladungen hindurch und messen im Grunde, unter welchen Veränderungen sie wieder zurückkommen. Sie werden also Engstellen solange NICHT erkennen, solange sie recht reibungslos durchkommen. Und das ist der Fall: bei der Messung sind die Gänge Menschenleer, sprich: ohne Last.
Der "dynamische" Widerstand entsteht erst, wenn MenschenMENGEN durch die Gänge drängen.
Also Vorsicht! Massefehler zB sind oft dynamische Widerstände (Korrosion erzeugt eine Engstelle am Kabelschuh)und können nicht immer gemessen werden!!!!!


WAS MACHT EIN RELAIS?

Ein (Last-)Relais ist auch nur ein Schalter. Nur hat er grosse Gänge und gute, reibungsarme Verkehrswege sowie eine breite, gut durchschreitbare Tür mit grossen Türflügeln. (Last- oder Arbeitsseite)
Den Befehl zum Öffnen der Türen geben wir durch einen kleinen Gang, in dem sich nur wenige Menschen bewegen (Steuerseite).

Der Licht-Schalter wird also durch die Verwendung eines Relais nicht besser. Aber wir reduzieren die Zahl der transportierten Ladungen erheblich, wodurch der Schalter thermisch entlastet wird. Die paar Steuer-Leute passen problemlos hindurch.


SCHWACHE BATTERIEN
ziehen die Netzspannung runter, die Befehlsgewalt ist reduziert, die Menschen laufen unwilliger, die Leistung an den Verbrauchern sinkt.

KAPUTTE LICHTMASCHINENREGLER
erhöhen evtl. die Befehlsgewalt, die Leistung an den Verbrauchern steigt, aber die Bewegung im gesamten Netz wird stärker: Teile der elektrischen Anlage werden überbeansprucht.


riesen Roman, ich weiss, aber ein gutes Modell, wie ich finde


Grüssle

der WüFu

marc404
15.09.2009, 13:41
Frank,
sehr nett, schön zu lesen 8)

Gruß marc

wüstenfuchs
15.09.2009, 14:07
oooops...wie ist denn der Beitrag hierher gekommen????

gkuehn
15.09.2009, 14:22
It´s not a trick - it´s a moderator.:D

Grüße, Guido