Drehstrom einfach erklärt! — Transcript

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1. 0:00jo Leute electronic hier und ich erkläre
2. 0:01euch heute was es mit Drehstrom Dreieck
3. 0:04und Sternschaltung und dieser komischen
4. 0:05Wurzel 3 auf sich hat
5. 0:08lasst uns hierfür noch einmal schauen
6. 0:09wie man eine Wechselspannung erzeugt hat
7. 0:11wir stellen uns eine rechteckspule vor
8. 0:14die in einem Magnetfeld mit einer
9. 0:17bestimmten winkelfrequenz rotiert durch
10. 0:21die Rotation wird in der Spule eine
11. 0:23Spannung induziert welche genau die
12. 0:25gleiche Frequenz hat wie die
13. 0:27Drehfrequenz der Spule und so lässt sich
14. 0:30eben in der Theorie eine Wechselspannung
15. 0:32erzeugen stellen wir uns nun vor dass
16. 0:35wir zusätzlich zur ersten Spule zwei
17. 0:37weitere Spulen räumlich um 120 Grad
18. 0:41versetzt anordnen
19. 0:43und lassen wir nun diese drei Spulen in
20. 0:46Magnetfeld rotieren so werden auch hier
21. 0:49Spannungen induziert viele Lehrbücher
22. 0:53nutzen auch die Darstellung der festen
23. 0:55Spulen die eben um 120 Grad jeweils
24. 0:58versetzt sind und einem rotierenden
25. 1:00Magneten egal wie man es nimmt am Ende
26. 1:02kommt das Gleiche raus nämlich drei
27. 1:04Spannungen die um 120 Grad Phasen
28. 1:09verschoben sind haben alle Spannungen
29. 1:11den gleichen Scheitelwert und sind um
30. 1:13den gleichen Phasenwinkel verschoben so
31. 1:15sprechen wir von einem symmetrischen
32. 1:17mehrphasensystem in unserem Fall haben
33. 1:19wir das symmetrische dreiphasensystem
34. 1:21vorliegen und das wird auch als
35. 1:23Drehstrom bezeichnet
36. 1:26wenn wir die drei Spulen nun als
37. 1:28Spannungsquellen betrachten so habe ich
38. 1:30erstmal sechs Leitungen die aus dem
39. 1:32System rauslaufen es hat sich aber
40. 1:35gezeigt dass ich durch eine Verschaltung
41. 1:38dieser Leitungen weniger als 6 Leitungen
42. 1:41aus dem System herausführen muss um
43. 1:43einen Verbraucher zu versorgen das heißt
44. 1:45durch eine Verschaltung der
45. 1:46Spannungsquellen untereinander reduziere
46. 1:48ich die Anzahl der Leitungen welche am
47. 1:50Ende an den Verbraucher angeschlossen
48. 1:52werden und hier haben sich eben zwei
49. 1:54Verschaltungen bewährt die Dreiecks und
50. 1:57die Sternschaltung bei der
51. 1:59dreiecksschaltung verbinde ich einfach
52. 2:00das Ende eines wicklungsstrangs mit dem
53. 2:03Anfang des nächsten wicklungsstrangs
54. 2:05wohin gegen ich bei der Sternschaltung
55. 2:08die Enden aller wicklungsstränge in
56. 2:10einem Knotenpunkt zusammenschließe und
57. 2:13die anderen Enden jeweils nach außen
58. 2:15führen
59. 2:17und genau diesen Fall wo wir die Enden
60. 2:20eben in einem neuen Knotenpunkt
61. 2:21zusammenschließen also die
62. 2:22Sternschaltung wollen wir uns zuerst
63. 2:24angucken
64. 2:25die drei Leiter L1 L2 und L3 bezeichnen
65. 2:29wir als Außenleiter den Leiter n
66. 2:33bezeichnen wir als Neutralleiter wir
67. 2:35unterscheiden nun beim Drehstrom
68. 2:37zwischen den sogenannten
69. 2:39außenleiterspannungen und den
70. 2:42strangspannungen hierbei sind die
71. 2:44außenleiterspannungen die Spannungen die
72. 2:46zwischen zwei Außenleitern abfallen und
73. 2:49die strangspannungen die Spannungen die
74. 2:52nur an einem Strang also quasi an einer
75. 2:55Wicklung abfallen
76. 2:57bilde ich nun in der Sternschaltung mal
77. 3:00eine Masche und wenn er die Maschenregel
78. 3:02an so erkenne ich dass sich die
79. 3:05außenleiterspannung beispielsweise U12
80. 3:09zusammensetzen lässt aus der Spannung U1
81. 3:12und der Spannung U2 laut Maschenregel
82. 3:15ergibt sich dann U12 ist U1 minus U2 und
83. 3:20das gleiche gilt natürlich auch für die
84. 3:22zwei weiteren außenleiterspannungen
85. 3:25es lässt sich nun ein Zeigerdiagramm mit
86. 3:28all diesen Spannungen zeichnen beginnen
87. 3:31wir dabei mit den strangspannungen denn
88. 3:33hier haben wir schon einige
89. 3:35Informationen wir wissen nämlich dass
90. 3:37diese strangspannungen U1 U2 und U3
91. 3:40jeweils gleich lang und vor allem um
92. 3:44120 Grad Phasen verschoben sind was nun
93. 3:48noch dazu kommt sind die
94. 3:50außenleiterspannungen diese ergeben sich
95. 3:52jeweils aus einer Differenz der
96. 3:54strangspannungen das haben wir eben über
97. 3:56die maschenregeln nachgewiesen um
98. 3:59beispielsweise auf meine
99. 4:00außenleiterspannung U12 zu kommen muss
100. 4:03ich von U1 U2 abziehen vektoriell
101. 4:07bedeutet das quasi dass ich die Vektoren
102. 4:10U1 und du zwei addiere aber den Vektor
103. 4:13U2 so gesehen rückwärts laufe dadurch
104. 4:16ergibt sich eben das zeigerbild was Sie
105. 4:19auf der rechten Seite seht und hier kann
106. 4:22ich immer jeweils alle Informationen
107. 4:24über
108. 4:25anleiterspannung und Strangspannung
109. 4:27direkt ablesen
110. 4:30über geometrieüberlegung kann ich nun
111. 4:33aus dem Zeigerdiagramm herausfinden wie
112. 4:35viel größer die außenleiterspannung
113. 4:37gegenüber den strangspannungen sind
114. 4:40hierfür betrachten wir einmal die
115. 4:42Beträge der Zeiger und ich habe mich
116. 4:45hier als Beispiel die Ecke oben links in
117. 4:48unserem Zeigerdiagramm mal rausgezogen
118. 4:52schauen wir uns das Dreieck nun mal
119. 4:54etwas näher an so kann ich alleine durch
120. 4:57Symmetrie Überlegungen schon mal die
121. 5:00Winkel in den Ecken bestimmen diese
122. 5:03betragen jeweils 30 Grad außerdem lässt
123. 5:06sich unser großes Dreieck aufteilen in
124. 5:08zwei kleinere rechtwinklige Dreiecke und
125. 5:12entsprechend darf ich dann hierfür Sinus
126. 5:15und Kosinus anwenden ich sehe dass sich
127. 5:17unsere große Strecke u also
128. 5:19zusammensetzt aus der gelben und grünen
129. 5:21welche sich jeweils berechnen lässt über
130. 5:24u-strang mal Cosinus 30 Grad
131. 5:28und zweimal Cosinus von 30 Grad
132. 5:31entspricht eben genau Wurzel 3
133. 5:34entsprechend kann ich im oberen term die
134. 5:37zwei Mal Cosinus von 30 Grad ersetzen
135. 5:39durch den Faktor Wurzel 3 und ich
136. 5:42erhalte somit am Ende dass meine
137. 5:45außenleiterspannungen eben Wurzel 3 mal
138. 5:49meiner Strangspannung entspricht das
139. 5:52heißt wenn ich eine Sternschaltung
140. 5:54vorliegen habe so ist die
141. 5:56außenleiterspannung immer um Wurzel 3
142. 5:59höher als die Strangspannung
143. 6:02daher kommt eben dieser Faktor Wurzel 3
144. 6:06bei der Dreieckschaltung ist das ganze
145. 6:09etwas simpler hier kann man eben sehen
146. 6:13dass die
147. 6:15außenleiterspannungen genau den Strang
148. 6:18Spannungen entsprechen das könnte ich
149. 6:21natürlich auch über eine Masche
150. 6:22nachweisen ich glaube man sieht es aber
151. 6:24auch direkt aus dieser Abbildung
152. 6:28und nachdem wir jetzt die Theorie hinter
153. 6:31dem Drehstrom gehört haben wir wissen
154. 6:33wann ich die Wurzel 3 einzusetzen habe
155. 6:36und wann nicht sollte man das ganze
156. 6:38vielleicht noch mal in der Praxis
157. 6:40anwenden hierzu findest du auf meinem
158. 6:42Kanal Drehstrom Übungsaufgaben die ich
159. 6:45dir empfehlen würde einmal selber
160. 6:47durchzurechnen darauf solltest Du nun
161. 6:49bestens vorbereitet sein ich wünsche dir
162. 6:51dabei viel Spaß und wir hören uns beim
163. 6:53nächsten mal euer Elektronik