* Warum Wechselstrom? Antwort auf Zuschauerfrage

3 Vorteile von Wechselstrom AC gegenüber Gleichstrom DC.
Alle Videos und Skripte: www.phys.ch
Niveau der videos: * Einfach, * Berufsschule / Gymnasium, ** Uni / FH

[@manuk5728]

Ehrenbruder Stephan

[@sontes66256]

Ich finde es super, dass auf Zuschauerfragen eingegangen wird.

[@hermanschmiederer6522]

Sie sind super! Wirklich sehr anschauliche Erklärung. Durch ihre anschauliche Erklärung ist mir nebenbei zum ersten Mal das Prinzip der "Autobatterie" klar geworden. Vorher konnte ich mir nie merken, welches Metall was abgibt, aber jetzt kann ich mir endlich etwas darunter vorstellen. Danke dafür! Und die Frage wurde ja auch mehr als hinreichend beantwortet!

[@trinatphys]

Freut mich! Danke!

[@silviam.7195]

Eine Autobatterie arbeitet im Detail zwar etwas anders - diese ist wiederaufladbar, im Video werden ja Primärelemente beschrieben. :-) Aber ja: Bei der Entladung ist das Prinzip ähnlich.

[@rudiralla9630]

Und eine Bleibatterie arbeitet mit nur einem Metall und Oxiden und Sulfaten...

[@eklok5000]

ich finde ein weiterer wichtiger grund ist das Einsetzen von jeglichen Kondensatoren und Dioden etc. in Stromkreisen, die spezifischen Eigenschaften kommen bei Gleichspannung ja gar nicht zum tragen

[@Desam1000]

Diese Antwort habe ich seit langem gesucht. Danke! Habe aber noch eine Frage: Warum werden Gleichstromleitungen für große Strecken diskutiert? Sind diese effektiver?

[@rudiralla9630]

Abgesehen davon, dass Trafos Spulen mit magnetischer Kopplung sind, ginge es auch einfacher: Vorteile DC, Nachteile AC: - kein Skin-Effekt - keine dielektrischen Verluste - keine Blindleistung Vorteile AC, Nachteile DC: - einfache Transformierung - Mehrphasensysteme möglich - einfache Kurzschlussbeherrschbarkeit - relativ kurze Isolatoren - keine elektrochemische Korrosion

[@eliasschlaffer1964]

gerade berufsschule, danke für die gute Zusammenfassung 👍

[@serkanates7359]

@stephan Müller welche Stifte vergeben z sie?

[@Opernkabarett]

danke!

[@ramendampfen]

danke :)

[@VideoStasOn]

Tesla bitte nicht Simens Mfg

[@rudiralla9630]

Wechselstrom gab es schon vor der Geburt Teslas. Das einzige, was Tesla wirklich konnte, war kleine Geister zu beeindrucken.

[@alfa-cobra]

Rudi Ralla Trotzdem hat er bisschen mehr geleistet als wir^^

[@Boss_aka_]

Also wird der ganze Strom über die Erde zurückgeleitet?

[@rudiralla9630]

Die Rückleitung geht nicht über die Erde, nicht mal einphasigen Bahnnetz!

[@steveagnes7884]

Hi Rudi, der Herr Mueller hat unser Versorgungsnetz in einpoliger Darstellung gezeichnet. Dort geht der Rückleiter über das Erdreich. Da es aber ja Drehstrom ist sind diese sog. Ausgleichströme aber sehr gering. Apropos Bahn. Was meinst de wieso die Schwellen früher allesamt aus Holz waren? Damit die Schienen = Rückleitung gegenüber der Erde sicher isoliert sind. Oder wieso muss ein Erdkabel ganz dick isoliert sein, wohingegen die Freileitung relativ dünn ist.... Viele Grüße, Steve

[@rudiralla9630]

@@steveagnes7884, jawoll, die Schwellen waren alle aus Holz, als noch Dampflokomotiven drüber fuhren. Der Spannungsfall auf den Gleisen ist bei Elektrotraktion sehr gering, weil die Schienen doch sehr große Querschnitte haben und Der Abstand zwischen Einspeisestellen nicht besonders groß ist.

[@steveagnes7884]

@@rudiralla9630 Man kann auch extra aneinander vorbei reden. Schade...

[@CELLDWELLER12]

könntest Du bitte mal ein Video machen , wo Du erklärst warum sich auf einmal HGÜ Leitungen lohnen ?

[@rudiralla9630]

Kann er nicht, die lohnen sich auch nicht.

[@ShayanRouzbahani]

Genau die Frage, die ich auch habe

[@ShayanRouzbahani]

@@rudiralla9630 hahahaha

[@rudiralla9630]

@@ShayanRouzbahani, Sinn für Humor ist gut!

[@OttoSchulz-eb8lo]

Edinson kam mit Gleichspannung 400m weit vom Kraftwerk bis zum letzten Verbraucher. Dann waren die Verluste zu hoch. Tesla baute mit Westinghaus ein Kraftwerk an den Niagarafällen, produzierte Wechselstrom und transportierte ihn über weite Wegstrecken in mehre Städte, um sie zu versorgen.

[@rudiralla9630]

Warum el. Energie mit mit Wechselstrom übertragen wird? 5 sehr gute Gründe - einfache Transformierbarkeit - einfache Leistungssteuerung - einfach beherrschbares Kurzschlussverhalten - keine Elektrokorrosion - einfaches Aufbohren zu sehr vorteilhaften drei Phasen (Drehstrom) Gleichstrom hat nur einen Vorteil, den nicht vorhandenen Skineffekt, sonst alle Nachteile. Darum gibt's den nur bei Sonderanwendungen.

[@HeartOfGermany]

Als das Stromnetz damals angefangen zu bauen wurde, war das Umwandeln von Gleichstrom nicht möglich - bzw nur mit hohen Verlusten. Gleichstrom halte ich nicht für sehr sinnvoll, da das Umwandeln um ein vielfaches teurer ist, auch wenn es zugegeben heute sehr gut möglich ist. 240V vs 120V -> 120V Benötigt die doppelten Ströme für die selbe Menge ernergie. Das erfordert mehr Kupfer, Netzerneuerung. Bei 120V ist die Brandgefahr außerdem viel höher. Warum? Ganz einfach: An Kontaktstellen, wie in der Steckdose, Verteilerdose - überall wo geschraubt, gesteckt und gedrückt wird und der Strom am direkten Durchfluss gehindert wird - treten Verluste auf. Manchmal kann das so heiß werden, dass Brände entstehen. Und bei 120V fließt genau der doppelte Strom. Es wäre eine Katastrophe, wenn wir 120V Netze hätten. Dann bräuchte ein Elektroherd, der in Deutschland bei 16A Absicherung und Einphasenbetrieb bis zu 3,8kW hat in einem anderen Land 32 Ampere. Das ist die VIERFACHE Erwärmung an Kontaktstellen! Doppelter Strom über einen Widerstand ergibt VIERFACHE Verlustleistung. Die Brandgefahr ist mir da viel zu hoch!!! Es passiert doch selbst heutzutage immer wieder!

[@HeartOfGermany]

Action4Free 1866 gelang der Durchbruch des Wechselstromes mit einem wirklich funktionierendem Generator. 1890 wurde darum gekämpft, ob man nun AC oder DC verwenden sollte. 1925 wurde das erste Patent für einen Transistor angemeldet. Nur Transistoren allein sind überhaupt in der Lage einen Effektiven Spannungswandler zu bauen. Edison hat übrigens den Spannungsregler mit einer Röhre erfunden, aber erstens sind Röhren ineffektiv, zweitens ist ein Spannungsregler so oder so ineffektiv. Und selbst heute macht Gleichstrom im Stromnetz nur dann sinn, wenn das Netz immense Längen vorweisen kann, aber auch nur auf Grund des Skin Effekts, der bei längeren Leitungen zu einem Problem wird. Und es ist falsch, dass das nicht rauskommen sollte - es war bekannt und ist bekannt, aber es brachte einfach nichts. Vor allem damals, als Energie besonders rar war, konnte man nicht solche Verluste akzeptieren. Desweiteren: Wechselstrommotoren haben einen Wirkungsgrad von 70%. Davon können nur Eisenlose Gleichstrommotoren träumen und dies sogar übertreffen. Da in der Industrie allerdings Eisenhaltige Motoren von nöten sind, da nur diese große Leistungen umsetzen können, ist der Wirkungsgrad von Gleichstrommotoren viel zu niedrig. Setzen wir nun auf Drehstrom, so steigt der Wirkungsgrad von Motoren sogar auf 90% bei höheren Leistungen. Damit kann ein Drehstrom sogar mit Eisenlosen Gleichstrommotoren mithalten, allerdings sind beim Drehstrommotor Leistungen von 100kW und mehr möglich. Das schaffst du mit Gleichstrom garantiert nicht. Und was ist zu der Zeit wichtig gewesen? Motoren und Beleuchtung. Licht braucht keinen Gleichstrom, Motoren funktionieren sogar besser ohne Gleichstrom. Es war also sinnlos, Gleichstrom zu verwenden. Und überleg doch mal, wie preiswert ein einfacher Transformator zu bauen ist und wie ewig der wartungsfrei läuft bei Meisterhaften Wirkungsgraden. Selbst heute ist ein Trafo mindestens genauso effektiv wie ein Oberklassenschaltnetzteil (Was im Grunde auch ein DC-Spannungswandler ist!)

[@HeartOfGermany]

Action4Free Redest du von dem Fotovoltaikhaus? Das ist doch was ganz anderes! Ich rede davon, Gleichstrom über die Hochspannungsleitungen vom Kraftwerk bis zu deinem Haus zu bringen. Das ist unbezahlbar. Und mit 5€ kriegst du zu 100% keinen effektiven Wandler hin. Und Ein Spannungswandler IST ein Gerät mit einem Transistor, einer Freilaufdiode, einer Induktivität und Kapazität. Und das kostet Geld. Man bekommt Pro 50€ rund 200W Dauerlast hin. Nicht für 5€. Und ich sagte auch nicht, dass eine HiFi Anlage intern Wechselstrom braucht. Fakt ist aber, dass du deiner Anöage nur ein einziges mal 325V Gleichstrom gibst. Das macht nur eine Endstufe mit SNT mit, nicht eine gute Anlage, die noch mit Trafo läuft. Es ist einfach Fakt, dass die guten Endstufen nicht mit Schaltnetzteilen arbeiten - zu mindest die Mehrzahl. Und das 50hz brummen ist auch nur ein Problem für Anfänger.

[@HeartOfGermany]

So lange man keine Kostenlosen oder hochbilligen Energien bekommt, sollte man keine Spannungswandler nehmen, da ein Trafo immer effektiver ist als ein Spannungswandler. Trafos gehen ab 95% los und gehen bis 99,9%. Schaltnetzteile gehen überhaupt wenn es sehr gut kommt bis 95%. In der Regel sind erschwingliche Schaltnetzteile allerdings bei unter 85% anzutreffen. Da verliert man so viel Energie, dass die Kosten zu groß wären. Wenn man Solar hat, dann ist das ja ok - da dürften diese Probleme nicht auftreten, wenn man genug Reservebatterien hat. Aber man kann sich das nicht Leisten eine Photovoltaikanlage zu installieren - Kredit würde klappen, aber was, wenn man plötzlich Arbeitslos wird? Dann steckt man in der Schuldenfalle. Wenn das nicht das Problem wäre, würde ich das auch machen... Solar ist schon interessant, aber nur selten rechnet sich das in unseren Breitengraden.

[@HeartOfGermany]

Und was ist bei dir so anders?

[@HeartOfGermany]

Action4Free 20% Weniger als ein Trafo? Sorry, dass ich jetzt lachen muss, aber jeder noch so billige Trafo schafft mindestens 90%. Da wärst du bei 110%. Denk daran, dass man gepulste Ströme und Spannung nicht messen kann, sondern mit komplexen Mathematischen Funktionen berechnen muss, weil man sonst nicht auf ein genaues oder überhaupt ungefähres Ergebnis kommt. Und was sollen die Bedinis immer? Warum nicht lieber eine einfache Schaltung bauen, die keine Transistoren braucht? Das wäre viel effizienter. Aber ja, das bekommt ja keiner hin. Schick mir ein Bild mit einer Gewünschten Wellenform und ich mach dir einen Hocheffizienten Schaltplan! Und weißt du überhaupt, warum du bei der Hohen Spannung ranlecken kannst? Das ist ganz einfach: Hohe Frequenz. Bei ein paar LEDs ist das kein Problem, aber betreib mal eine Waschmaschine damit. Erstens sagt dein Wechselrichter in Sekundenschnelle lebe Wohl und zweitens geht die Waschmaschine auch kaputt dabei. Probier es einfach mal aus! Das kriegst du nie hin ohne vielfach erhöhten Bauteilverschleiß. Es gibt WESENTLICH effektivere Möglichkeiten, aber nicht HF, da der Elektrosmok immens wäre. Wenn du 2kW mit HF betreiben oder Verbrauchen würdest, würden, die Störsignale über 50km weit gehen. Nun stell dir mal vor, alle Deutschen würden das machen! Das ist eine Lebensgefahr für Flugverkehr, da die EMI die dort entstehen sogar Abstürze verursachen können. Das ist fahrlässig. Naja, du betreibst ja nur maximal 20W oder so, da ist das kein Problem. Gib mir irgend eine Aufgabe, ich setze es dir um. Nenn mir eine Eingangsspannung und sag mir, was für dich rauskommen soll. Wechselstrom, Gleichstrom, Frequenz etc. Denk immer daran, dass Gleichstrom minimal sicherer ist und keinen Elektrosmog verursacht. Der übrigens auch Flugtiere stören kann! Da sind schon 2 Sachen genannt, warum ich selber NIE HF nutzen werde. Das ist vor Gesetz nichts anderes als Versuchter Mord. Solche Elektroanlagen sind nicht Grundlos mithilfe mehrerer Gesetze verboten.

[@mrd.8802]

Sehr gut erklärt! Danke dafür😊 Kleine Anmerkung bei 4:47 Bei sehr hoher Spannung wird doch auch ein sehr hoher Strom transportiert, da der Widerstand ja fix bleibt. P = U*I -> dh auch eine hohe Leistung. Passt aber mit dem Argument der Erwärmung nicht ganz zusammen? Kannst du bitte darauf etwas genauer eingehen? Danke schon mal!

[@pedroamani9406]

Die Leistung bzw. das Leistungspotenzial bleibt gleich. Das heißt, auf beiden Seiten kannst du nur die gleiche Leistung abgreifen. Das bedeutet aber, dass bei unterschiedlichen Spannungen - je nachdem auf welcher Seite du dich befindest - ändert sich die Stromstärke. Wenn du die Spannung hochtransponierst, muss die Stromstärke runter gehen....das Leistungspotenzial bleibt ja gleich.

[@rudiralla9630]

Matrizen werden transponiert oder Noten, Spannungen und Ströme werden transformiert. Nach der Energieerhaltung sind (Verluste vernachlässigt) Ein- und Ausgangsleitung gleich, also Eingangsleistung gleich Ausgangsleistung Pe = Pa und damit Ue·Ie = Ua·Ia. Viel Spannung -> wenig Strom, wenig Spannung-> viel Strom. Der Widerstand bleibt übrigens nicht fix.

[@laserstandard3027]

Kann man nicht auch die Spannung von Gleichstrom rauf- und runtertransformieren?

[@rudiralla9630]

Entweder mit rotierenden Umformern oder Wechselrichter-Trafo-Gleichrichter.

[@moritzk.5037]

ist aufwendiger

[@seanwilliams7968]

sehr gut erklärt, danke

[@torukmacto4879]

Sehr gut erklärt. Warum läuft ein Kugellagermotor? Da gibts kein Magnetfeld. Trotzdem dreht der sich...

[@dominiqueweimann5501]

Meinst du einen asynchronmotor?

[@rudiralla9630]

Elektromotor ohne Magnetfeld, au weia...

[@OttoSchulz-eb8lo]

aha und vergiss nicht den Drehwellenmotor.

[@marcoking10000]

Ich hab dein video disliket weil weil du etwas falsches gesagt hast nikola tesla erkannte das prizip des wechselstroms er gewan damals den stromkieg aber sonst war alles okay

[@rudiralla9630]

Wieso eigentlich wird der ebenso geniale wie spinnige Tesla für jeden esoterisch-technischen Bullshit missbraucht? Das hat er nicht verdient. Übrigens, den Stromkrieg "gewan" Westinghouse.

[@silviam.7195]

@ Marco g: Ich habe es mir mal herausgenommen diesen Kommentar zu "disliken", weil es wenig mit dem Video zu tun hat. Das Video beschäftigt sich damit weshalb Wechselstrom für elektrotechnische Anwendungen Vorteile gegenüber dem Gleichstrom hat. Danke.