Elektrizität, einige grundlegende Fragen

Diskutiere Elektrizität, einige grundlegende Fragen im Lehrling und Studi Forum Forum im Bereich WEITERE ELEKTROTECHNISCHE BEREICHE; Hallo Leute, Zu nächst mal, ich bin nicht vom Fach. Habe ein grobes Verständnis von Elektrizität, welches mit Sicherheit jedoch durchaus sehr...

  1. #1 nichtvomfach, 09.01.2019
    Zuletzt bearbeitet: 09.01.2019
    nichtvomfach

    nichtvomfach Neues Mitglied

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    Hallo Leute,

    Zu nächst mal, ich bin nicht vom Fach. Habe ein grobes Verständnis von Elektrizität, welches mit Sicherheit jedoch durchaus sehr Lückenhaft sein dürfte.

    Ich bin jedoch sehr Interessiert in dieses Thema und beschäftige mich in meiner Freizeit hin und wieder gerne damit. Nur zum Spaß. Deshalb verzeiht mir bitte schweres Verständnis, Fehler und Begriff Schwierigkeiten, mein Anliegen ist es etwas zu lernen, der Weg dahin verläuft in der Regel von unten nach oben. Ich sage das deshalb, weil ich in der Vergangenheit auf Foren Beiträge in anderen Foren, (vor allem Mikrocontroller irgendwas de...evtl. poste ich da aber mal vlt. irre ich mich ja auch und das waren auch eher ältere Beiträge) bei denen die "helfenden" User mit einer unglaublichen Arroganz und Feindseligkeit dem Fragenden User gegenüber getreten sind, dass ich mich noch nie getraut habe solche Fragen online zu stellen. Habe da viele, viele Beispiele gesehen und bin jedes Mal aufs Neue Sprachlos.

    Nun habe ich dieses Forum gewählt da mir die User weniger "Toxisch" erscheinen und ich hier hoffe auf Leute zu treffen die Antworten, weil sie möchten und Spaß daran haben Wissen zu Teilen. In anderen Foren scheint die Motivation oft eine andere, führen tut das nie zu etwas außer, dass Gefühle verletzt werden und Foren Aussterben. Jedenfalls die Vernünftigen.

    Okay, meine Frage(n), über die ich mich freuen würde, falls jemand Lust und Zeit hat diese zu beantworten. Es wird etwas mehr…auch u.U etwas schwer nach zu vollziehen, da ich hier mit meinem Begrenzten Vorstellungsvermögen/Verständnis arbeite und trotzdem gerne „möglichst viel“ verstehen würde, also auch die „Kräfte“ hinter dem Vorhang. Wichtig wäre noch, ich gehe überwiegend von Gleichstrom aus. Also bei der Elektronen Geschichte zb. da gehe ich davon aus das sich alles beständig in eine Richtung bewegt.



    Mir ist auch geholfen, wenn jemand nicht auf alles eingehen möchte, sondern nur auf einen einzelnen Punkt.


    Warum Erden wir den Sternpunkt am Kraftwerk?
    Soweit ich das verstehe, würde ich bspw. eine sagen wir Gleichstrom Quelle beliebig hoher Spannung am Plus Pol berühren, so würde mir nichts passieren, solange ich nicht auch Masse, Minus berühre (und diese nicht Erde). Der Strom muss einen Kreislauf bilden, um überhaupt erst fließen zu können. In meinem Körper sind freie Elektronen (Ionen usw.), weniger als im Kupfer (wenn gleiches Volumen) aber sonst wäre ich nicht Leitfähig. Der Plus Pol hat einen Elektronen Mangel. Warum fließen die Freien Elektronen nicht zum Plus Pol unabhängig davon ob ich Masse auch berühre? Müssen erst Elektronen den Minus Pol Verlassen "können" damit Elektronen angezogen bzw. abgestoßen werden? Wie eine Pumpe, die nur dann Wasser kontinuierlich Pumpen kann, wenn der Schlauch einen Kreislauf bildet. Ist das Verständnis so grundlegenden Richtig?

    Würde ich nun einen Wechselstrom generieren, (230 Volt) welchen ich nicht Erde, und eine Phase berühre während die andere Hand einen Heizkörper berührt (Erde) so würde kein Strom durch mich hindurchfließen, obwohl ein ähnlicher Strom in einem Kraftwerk in der Nähe generiert wird, welcher geerdet ist. Die Phase (meines Wechselstromes) zieht keine Elektronen an, da der Kreislauf nicht geschlossen ist und es nichts zu "Pumpen" gibt. Deshalb können die freien Elektronen in meinem Körper nicht von der Erdung einer anderen Strom Quelle, durch meinen Körper zur Phase fließen,
    verstehe ich das Grundsätzlich Richtig oder ist das Falsch?

    Würden wir den Sternpunkt nicht Erden, so könnten wir bedenkenlos die Stromführende Phase berühren. Der Strom könnte über den Boden keinen Kreislauf bilden. Würde ich jedoch den Neutralleiter gleichzeitig berühren so fließt ein Strom durch mich. Erden wird den Sternpunkt fließt Strom über den Boden durch mich, sobald ich eine Phase berühre. Warum machen wir das? Es wirkt gefährlicher auf mich. Wir verbauen einen FI. Dieser überprüft ob zwischen einer Phase und Erdleiter ein Strom fließt (?). Mit Phase und Neutralleiter, lässt sich dieser Schutz nicht realisieren, da dort Stromfluss gewollt ist und erst bei über 16 Ampere geöffnet wird. Ist das evtl. der Grund, aus dem wir Erden (Vom Kabel Sparen zwischen Umschaltwerk und Generator mal abgesehen)?

    Wie ist es möglich das Erde überhaupt Leitfähig ist? Ich weiß es hat etwas mit Oberfläche zu tun, verstehe aber kein bisschen wie Strom von der Phase, durch meinen Körper, durch meine Schuhe, durch den Bodenbelag, durch den Beton/Holz, durch das Mauerwerk, durch das Fundament, durch den Erdboden Kilometerweit zum Generator fließen kann.


    Die Sache mit den Elektronen... also mein Verständnis ist, Kupfer Atome bringen mehrere Elektronen mit sich, die Nahe am Kern (Proton?) sind, deshalb eine starke Anziehung an diesen Erfahren. Weiter außen befindet sich meist ein Freies Elektron. Welches wenig Anziehung erfährt und aus der Reihe tanzen kann. Wenn ich nun Strom anlege, einen Kreislauf bilde, wandern die Elektronen (die freien) um den Mangel bzw. Überschuss auszugleichen. Meine Frage ist, Wie?

    Die machen das sehr Langsam, glaube ich zu wissen. Es bildet sich ein Magnet Feld, jedoch durch die Bewegung selbst, dieses ist also anfangs das Ergebnis, nicht der initiale Antrieb (sofern ich keines extern zum Antrieb nutze, wie bei einem Generator)? Ich nehme an einer Seite Elektronen weg, da ich dort Atome habe denen ich Elektronen entzogen habe (Batterie), im Bestreben wieder Vollständig zu sein, ziehen die Atome fehlende Elektronen an. Auf der anderen Seite stelle ich die weg genommenen Elektronen wieder zur Verfügung (getrennt).
    Wieso driften aber alle in eine Richtung? Ich glaube gehört zu haben sie stoßen sich gegenseitig an, warum würde ein Mangel an der einen Seite jedoch dazu führen das sich Elektronen an der anderen Seite beginnen nachhaltig an zu stoßen ?
    Wird evtl. statt dessen an der Seite, an der der Mangel herrscht durch die Anziehung der Atome und der daraus resultierenden Bewegungen der Elektronen ein Magnetfeld erzeugt, welches zwar zunächst Schwach und lokal begrenzt ist (in dem Moment), aber dafür sorgt das die nächsten Elektronen davon in diese Richtung
    angezogen werden? Durch deren Bewegung wiederum entsteht erneut ein Magnet Feld welches wiederum die Nächsten Elektronen in Bewegung versetzt, was wiederum ein Magnetfeld erzeugt und immer so weiter, das Magnetfeld breitet sich auf den Gesamten Kreislauf aus und so die Bewegung (?). Gebremst wird das ganze durch Kollisionen mit Ionen, Atomen usw. ansonst wäre es eine Perpetuum Mobile. Das ist etwas Wage aber nur so könnte ich es mir vorstellen, warum sich alle zur gleichen Zeit in eine Richtung bewegen, da ich ja auf der „Überschuss Seite“ keine Kraft habe die für einen "Antrieb" sorgt bzw. schiebt/drückt, es ist also eher eine "Saugende" Bewegung, ein "Abfluss" ? So wäre es auch nicht zwingend notwendig, dass sich zwei Elektronen berühren um Kraft zu übertragen (Was in meinen Augen eher ungleichmäßig wäre ?). Warum ein Magnetfeld durch Elektronenbewegung entsteht währe Nett zu Wissen, sprengt aber evtl. jetzt hier den Rahmen. Dafür müsste ich auch erstmal verstehen was Magnetismus überhaupt ist. Das ist evtl. ein anders Thema.

    Rest im 2 Beitrag, da max. Zeichenanzahl

     
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  3. #2 nichtvomfach, 09.01.2019
    nichtvomfach

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    Elektronen bewegen sich sehr Langsam. Es dauert Tage vom Lichtschalter zur Lampe. Wie kann da überhaupt Energie transportiert und eingesetzt werden (also ja es sind bereits freie Elektronen im Kupfer deshalb tritt der Effekt „sofort“ ein, ich verstehe eher das Defizit an Geschwindigkeit nicht). Beispiel Lampe. Um den Draht zum Glühen zu bringen, müssen die Elektronen oft an Atome und Wände "anstoßen" es muss Reibung entstehen, dadurch Hitze. Dafür braucht es etwas "Geschwindigkeit" das verengen des Drahtes wirkt wie eine Düse, die Elektronen müssen an der Stelle schneller durch den Draht. Der kleine Raum sorgt für mehr Reibungspotential. Durch den Draht rennen sie also relativ schnell und stoßen ständig irgendwo an. Durch meinen Körper jedoch zb. kann ich mir das nur schwer vorstellen, durch mich müssten die Elektronen relativ langsam fließen. Wie schadet mir eine so langsame Bewegung, so schnell? Liegt das evtl. an ähnlichen "Engstellen" in meinem Körper? Warum ziehen sich Muskeln dadurch zusammen? Wie Wechsle wirken hier Elektronen, Ionen usw. mit meinem Körper ?

    Okay ich komme etwas vom Thema ab glaube ich, das Schreiben hilft mir aber irgendwie beim Verstehen und so kann ich falsche Gedanken Gänge zurück verfolgen und korrigieren (lassen).

    Ein Stück zurück, wie kann also Erde so gut Strom leiten, fast ohne Verlust (geringer Widerstand, wenig Kollision, weniger Reibung, weniger Energie Verlust durch Wärme) ?

    Ich glaube auch das nicht nur Elektronen dazu in der Lagen sind, sondern viele Sachen, wie Ionen z.b. (ich glaube das ist bei Erde auch eher der Fall) aber das Prinzip müsste das gleiche sein, ist ein Magnetfeld immer erforderlich (liegt hier evtl. der Zusammenhang zwischen Oberfläche und Leitfähigkeit)? Das würde erklären ob sich die Bewegung durch Magnetismus da stellt oder durch Kollisionen zb. zwischen Elektronen.

    Im Prinzip, würde ich gerne wissen, wo mein Verständnis falsch ist. Das ist der große Vorteil beim Frage stellen. Deshalb ist das so ausführlich geworden, so kann ich den größten Nutzen daraus gewinnen. Der Nachteil ist, ein Freiwilliger muss sich, in seiner Freizeit durch diesen Haufen wirr war lesen, der Stellenweise Falsch und sehr Fantasie lastig sein dürfte, nur um einem Fremden ohne Gegenleistung bei seinem Verständnis zu helfen, damit dieser sich darüber freut.

    Falls sich da jemand findet, vielen, vielen, Lieben und wirklich Herzlichen Dank. Das bedeutet mir sehr viel, auch wenn nur eine einzige Frage beantwortet wird.
    Niemand muss auf alles eingehen, es reicht mir falls jemand etwas findet, was er gerne beantwortet möchte.

    In diesem Sinne, danke wer es gelesen hat und danke wer Antworten möchten.

    Liebe Grüße

    Tim
     
  4. #3 NachtHacker, 10.01.2019
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    Hallo, ich verstehe ja, dass man bei manchen Foren gefrustet wird, weil es halt auch unbelehrbare Besserwisser gibt, die glauben der Foren-Gott zu sein! :biggrin: Aber wenn du mal deine lange Einleitung weg lässt und deine Frage gezielt und einzeln einstellst und auch in das passende Forum, passt eher zu Lehrling und Studi Forum, bekommst du bestimmt auch vernünftige Antworten. :thumbsup:
     
  5. #4 nichtvomfach, 10.01.2019
    Zuletzt bearbeitet: 10.01.2019
    nichtvomfach

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    Fair Point.... aber man hat halt iwie immer das Gefühl sich erstmal erklären zu müssen, bevor man eine Frage stellen kann. Wollte dem zu vor kommen, ist aber unötig lang geworden, die Kritik sehe ich vollkommen ein. Hat mir aber geholfen das zu schrieben, beim Verstehen....Also Zielführend war es schonmal, wenigstens etwas. Kann das jemand verschieben ? Ein Admin oder Moderator ? Bitte ?

    Danke
    MfG
     
  6. #5 NachtHacker, 11.01.2019
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    Glaube nicht, dass der Admin sich darum kümmert, mach das bitte selbst und versuche deine Fragen präzise zu stellen.
     
  7. bigdie

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    Tun wir nicht:D
    Der Sternpunkt wird direkt erst im Niederspannungsnetz geerdet, also am 230/400V Abgang in der Trafostation.
    Ja
    Jein. Wenn du der einzige bist, der dort anfasst, passiert nichts. Wenn aber im Nebenzimmer einer den anderen Pol und die Heizung berührt, fließt über euch beide Strom:roterKopf
    Erde hat aufgrund des sehr hohen Querschnitts praktisch annähernd 0 Ohm auf die Distanz gesehen. Widerstand hat nur der Erder an beiden Seiten (deshalb nennt sich der auch Erdübergangswiderstand) Bei dir ist je nach Standort der Widerstand sehr hoch, Schuhe, PVC Belag und solche Sachen leiten sehr schlecht. Der Strom der dadurch fließt, wir also niemanden töten, viele werden ihn nicht mal spüren bei dieser Konstellation. Wenn du aber mit einer Hand an die Spannung greifst und mit der anderen an die Wand, welche ja immer eine Restfeuchte besitzt, sieht die Sache ganz anders aus.

    Die Bewegung der Elektronen in einem Leiter hat erst mal mit dem Magnetfeld nichts zu Tun (außer in einer Spule mit sich änderndem Magnetfeld. Der Antrib der Elektronen erfolgt erst mal nur durch das elektrische Feld. Aber da fragst du lieber denen Physiklehrer. Der graue Urschleim führt hier glaub ich zu weit.
    Soo langsam sind die Elektronen auch nicht. Aber vieleicht kannst du dich an das Gestell mit den hängenden kugeln erinnern, wenn du der 1. Schwung gibst, und die an die anderen knallt, überträgt sich die Energie auf die letzte, ohne das sich die Kugeln in der Mitte merklich bewegen. und so ähnlich ist das auch bei den Elektronen. Anderes Beispiel Tsunami. Auf einer Seite des Meeres fällt ein Berg ins Meer und 100km weiter gibt es eine Flutwelle, und das wenige Minuten später. Das Wasser bleibt an seinem Platz.
     
  8. bigdie

    bigdie Freiluftschalter

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    Ich zitier mich mal selbst. Das Experiment kannst du auch gefahrlos mit so einem einpoligen Phasenprüfer machen. Zieh dir mal Schuhe an, stell dich aut Teppich oder PVC Belag und steck das Teil in die Steckdose und Die Glimmlampe leuchtet sehr schwach, bei hellem Licht kaum zu sehen. Und dann greif mal mit der anderen Hand möglichst großflächig an die Wand. Die Glimmlampe wird meklich heller.
     
  9. bigdie

    bigdie Freiluftschalter

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    Da gibt es grundlegen 2 Sachen. Das eine ist die reine Wärmeleistung. z.B. bei höherer Gleichspannung. Wenn du an 230V greifst und 1000 Ohm Widerstand hast, fließen 0,23A sind 50W Heizleistung. Leider sinkt aber der Widerstand der Haut durch den Stromfluss und dadurch steigt der Strom, wenn du länger anfasst. Bei feuchten Händen ist das Ähnlich Im inneren ist der Mensch aufgrund des hohen Wasseranteils sehr gut leitend, nur die Haut hat einen höheren Widerstand. Wenn der Widerstand auf 100 Ohm sinkt, fließen schon 2,3A. Dann wird dein Körper schon mit 500 Watt beheizt. An bestimmten Stellen kocht dann das Wasser, Zellen platzen.
    2. Problem sind Muskeln. Die werden im Körper auch durch winzige Ströme gesteuert. wenn dann ein vergleichsweise großer Strom dazu kommt, verkrampfen die Muskeln. Das führt dann z.B. dazu, das du die Hand, die an die Spannung greift nicht mehr bewegen kannst.
    Bei Wechselstrom kommt erschwerend hinzu, das der den Herzmuskel aus dem Tritt bringt und es dadurch Herzkammerflimmern gibt. Deshalb geht Schutzkleinspannung bei Wechselspannung nur bis 60V und bei Gleichspannung bis 120V.
    Darauf begründen sich auch viele Werte in der E-Technik. Gefährlich für einen erwachsenen gesunden Menschen wird ein Strom größer 30mA, welcher länger als 200ms einwirkt. Das sind genau die Grenzwerte, bei denen ein FI Schutzschalter abschaltet. Auch Sicherungen sollten bei einem Erdschluss eines Gerätes schon so schnell ausschalten, bevor FIs eingebaut wurden.
    Wie gesagt, der absolute Widerstand errechnet sich aus dem spezifischen Widerstand ( Werkstoffabhängig) aus dem Querschnitt und der Länge. Und der Querschnitt der Erde ist riesig.
     
  10. bigdie

    bigdie Freiluftschalter

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    Auch ein Beispiel. In den USA gibt es eine Gleichspannungs Hochspannungstrasse von Kalifornien bis Kanada. Die hat 2 Leiter + und -, wie bei einer Batterie, nur die Spannung und der Strom sind höher. Auf beiden Endstellen gibt es aber auch riesige Erdungsanlagen. Auf einer Seite liegt Kupfer in der Erde bzw ist da noch Koks oder sowas rundherum und auf der anderen ist der Erder im Meer. Wenn viel Strom transportiert werden muss, geht über beide Leiter der Plus und die Rückleitung über die Erde. Und da geht es um Ströme über 1000 A. Im Normalbetrieb nutzt man dann wiede hin und Rückleiter, um die Erdungsanlage zu schonen, weil die sich durch Elektrolyse ja abnutzt
     
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