Drehstrom, Wechselstrom

1. Drehstrom, Wechselstrom Ideale Quelle für Elektromotoren

2. Inhalt • Dreh- und Wechselstrom • Aufbau von Elektromotoren • Das Kraft-Netz

3. Earthlights

4. Verlauf der Spannung bei Drehung mit konstanter Winkelgeschwindigkeit

5. Verlauf der Spannung in um 120° versetzten Generator-Spulen – Spannung der „Drei Phasen“

6. Generator Wicklung des Stators Rotierender Magnet

7. Generator mit Übertragung Wicklung des Stators R Rotierender Magnet S T

8. MP, „Erde“ Generator mit Übertragung und Anschluss der Wohnungen eines Hauses an 230 V Wicklung des Stators R Rotierender Magnet S T In Hausinstallationen verteilt man die „3 Phasen“ auf unterschiedliche Wohnungen ( Die Frequenz im Haushaltsnetz beträgt 50 Hz, in der Animation 1 Hz)

9. Generator mit Synchron-Motor Wicklung des Stators Läufer: Permanent Magnet R Rotierender Magnet S T

10. Generator mit Asynchron-Motor Wicklung des Stators Elekrisch leitender Läufer R Rotierender Magnet S T Die Drehzahl des Asynchronmotors ist immer kleiner als die des Generators – im Gegensatz zur Animation, in der beide (-weil in ppt leichter realisierbar-) mit gleicher Drehzahl laufen

11. Kurzschlussläufer • Asynchronmotoren dieser Art bezeichnt man als „Kurzschlussläufer“ • Sehr einfache Konstruktion weil sie keinen Kollektor benötigen • Deshalb laufen diese Motoren praktisch ohne Verschleiß • Der Läufer von Asynchronmotoren besteht aus dicken, geschlossenen Kupferleitungen für hohe induzierte Ströme • Asynchronmotoren laufen immer mit „Schlupf“, die Drehzahl des Läufers ist immer kleiner als die des Generators • Bis zu etwa 15% Drehzahldifferenz nimmt das Drehmoment zu • Bei größerer Differenz fällt es wieder ab

12. Versuch • Aufbau eines Drehstrom-Übertragungs- Netzes nach der Abbildung • Generator: Kreis aus 3 Spulen, radial ausgerichtet, in 120° Abstand • Läufer: Zweipoliger Magnet in der Kreismitte • Motor: Analog dem Generator, 3 Labor Spulen, mit je 1200 Windungen • Läufer: Eine drehbar gelagerte Kompass-Nadel Zur Beachtung: Man benötigt keinen Kollektor!

13. Das Drehstrom-Netz im Versuch Elektrisch leitender Läufer R Rotierender Magnet S T Wicklung des Stators

14. Es gibt für jede Phase einen Fahrdraht

15. Von 1903 zum ICE Drehzahl angepasster Drehstrom wird in der Lokomotive erzeugt

16. Zusammenfassung • Als Drehstrom bezeichnet man ein Netz aus drei um jeweils 120° gegeneinander versetzten Sinusförmigen Wechselströmen • Bei gleicher Auslastung der drei Phasen fließt kein Strom über die Erde zurück • Es stehen zwei Spannungswerte zur Verfügung, die durch die Art des Anschlusses wählbar sind: • 230 V im öffentlichen Netz der Haushalte, Anschluss an eine Phase und Erdpotential • 400 V für Verbraucher mit hoher Energie-Aufnahme, Anschluss an zwei Phasen • Drei Phasen ermöglichen besonders einfache Motorkonstruktionen ohne Kollektoren: „Kurzschlussläufer“

17. MP, „Erde“ finis Wicklung des Stators R Rotierender Magnet S T