Elektrizität & Magnetismus

Stromnetze & Energieübertragung

Um elektrische Energie über hunderte Kilometer mit minimalen Leitungsverlusten zu transportieren, wird die Spannung auf bis zu 380.000 Volt (Hochspannung) transformiert. Transformatoren passen die Spannung schrittweise für Haushalte (230 V) an.

Wichtige Gesetze, Formeln und Merksätze

Transformator: Besteht aus Eisenkern und zwei Spulen; wandelt Wechselspannungen nach dem Windungsverhältnis um: $\frac{U_1}{U_2} = \frac{N_1}{N_2}$
Leitungsverluste: Der Leitungsverlust hängt quadratisch von der Stromstärke ab ( $P_{\text{Verlust}} = I^2 \cdot R$ ) ➔ Hohe Spannung = kleine Stromstärke = minimale Wärmeentwicklung
Spannungsebenen: Höchstspannung (380 kV, überregional), Hochspannung (110 kV, regional), Mittelspannung (10-30 kV, Städte), Niederspannung (230 V / 400 V, Haushalte)
Netzfrequenz: In Europa konstant 50 Hz; Gleichgewicht zwischen Stromeinspeisung und Stromverbrauch ist für die Netzstabilität entscheidend

Interaktive Übungen (4)

Drehstrom

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