Stromnetze

Drehstrom

Großteile der Stromübertragung finden über Drehstrom statt und wird Hochspannungs-Drehstrom-Übertragung (HDÜ) genannt [6]. Der Drehstrom besteht aus drei sogenannten Phasen, die jeweils um 120° verschoben sind.

Quelle: [7]

Dies ist ein stark vereinfachtes Bild eines Generators. In der Mitte befindet sich ein Permanentmagnet, welcher rotiert und in den umliegenden drei Spulen, welche jeweils um 120° versetzt sind, eine Spannung induziert. Dies ist dann der sogenannte Drehstrom. Wenn man die Erde als Anhaltspunkt (Bezugspotential, Masse, Nul) nimmt, und somit immer “0” ist, also die X-Achse, sieht eine Umdrehung des Magneten folgendermaßen aus:

Quelle: [8]

Die drei Spannungen aus den drei Spulen erzeugen jeweils einen Sinus. Als Beispiel U1, welcher rot eingezeichnet ist: Wenn das Magnetfeld in der Spule durch die Rotation des Permanentmagneten aufgebaut wird, steigt die Spannung an (Maximum bei 90°). Anschließend, wenn sich der Magnet weiter dreht, fällt die Spannung wieder ab bis Sie auf 0 ist (180°), weil sich das Magnetfeld weiter dreht und somit “schwächer” wird. Da nun der Magnet um 180° gedreht ist, wird wieder eine Spannung aufgebaut, dieses mal allerdings eine negative (Minimum bei 270°). Bei 360° ist die Spannung wieder auf 0, und eine Periode ist vorbei – der Generator ist wieder in der Ausgangssituation.

Quelle: [9]

In Europa hat die Netzfrequenz 50Hz, also der Magnet würde sich in dem Bild 50 mal pro Sekunde drehen. Die Steckdose in einem Haus benutzt von den drei Phasen allerdings nur eine Phase, also wird einfach nur “eine Spule” genommen, und der zweite Anschluss ist der Neutralleiter, der später im System geerdet sein muss – das sind dann die zwei Anschlüsse, die jeder kennt.