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Beobachtungen:

Wechselstrom

Wechselstrom eignet sich gut zur Übertragung elektrischer Energie über große Strecken. Mit Hilfe von Transformatoren läßt sich die Spannung vor der Übertragung hochsetzen, um Leitungsverluste zu verringern. Am Ende der Strecke setzt man die Spannung dann wieder herunter, etwa auf die im Haushalt üblichen Werte von 230 Volt.
In den europäischen Stromnetzen wechselt der Strom genau 50 mal pro Sekunde sein Vorzeichen, also mit 50 Hz.
Es gibt aber auch andere Netze, beispielsweise das Netz der Deutschen Bahn, das mit 16 2/3 Schwingungen pro Sekunde betrieben wird.
Transformatoren bestehen aus zwei Spulensystemen, die voneinander elektrisch getrennt, aber über ein Paket aus Eisenblechen magnetisch miteinander verbunden sind.
Zum Abführen der unvermeidbaren Verlustwärme nutzt man elektrisch nichtleitendes Transformatorenöl, das wie bei einer Zentralheizung über Umwälzpumpen die Spulen umspült und anschließend über Kühlflächen die Wärme nach außen abgibt.

In der Nähe von Umspannstationen sind mehrere Effekte wahrzunehmen:

Die Ventilatoren für die Trafokühlung können Geräusche erzeugen.
Das Transformatorgehäuse vibriert hörbar mit 50 Hz und weiteren Oberschwingungen.
Die in den Zu- und Ableitungen der Station fließenden hohen Ströme erzeugen ein starkes magnetisches Wechselfeld.
Zwischen den Seilen entsteht ein elektrisches Wechselfeld.
Verlaufen Hochspannungsleitungen im Stadtgebiet in der Erde, sind die einzelnen Phasen oft viele Zentimeter voneinander getrennt. Bei nicht ausgeglichener Symmetrie des Drehstromnetzes kann das Magnetfeld einzelner Phasen deutlich höher sein und eine größere Reichweite haben als bei einem Kabel, in dem die Drähte miteinander verseilt sind.
Elektrische Entladungen an den Freileitungen, den Isolatoren und anderen Teilen der Schaltanlagen erzeugen knisternde Geräusche und auch elektromagnetische Strahlungen. In der Dunkelheit sind die kleinen Funken teilweise sichtbar.


Abb. 01: Wechselstromgenerator für ein Schiff. Der äußere Teil mit den großen roten Spulen steht fest (Stator), während der innere (Rotor) von einer Dampfmaschine angetrieben wurde. (FB)	Abb. 02: Dieser Rotor besteht aus vielen einzelnen Wicklungen, die zwischen Eisenblechen eingeklebt sind. Über die kupfernen Kontakte rechts kann der Strom auch beim Rotieren fließen. Bei der Stromerzeugung drehen sich der außen feststehende Stator und der rotierende Innenteil relativ zueinander so schnell, daß pro Sekunde 50 Polwechsel in den Wicklungen stattfinden. Beim Drehstromgeneratoren sind drei Wicklungssysteme ineinander verschachtelt. Die drei induzierten Spannungen haben dann zeitlich verzögert jeweils ihren höchsten Wert. (FB)

Abb. 03: Große Hochspannungsmasten wie dieser mit Gruppen von jeweils drei Isolatoren übereinander haben eine Nennspannung von 380 000 Volt. Jede einzelne Leitung besteht hier aus vier Seilen. Und drei Leitungen bilden die drei Phasen eines Drehstromsystem. Frequenz 50 Hertz. (FB)	Abb. 04: Freileitung für Bahnstrom. Jeweils Gruppen von zwei Seilen bilden ein Einphasen-Wechselstrom-System. Die Frequenz von Bahnstrom beträgt 16 2/3 Hertz. (FB)

Abb. 05: Turbine (links) und Generator im Wasserkraftwerk Walchensee (FB)	Abb. 06: Die Eisenbahn fährt in Deutschland mit 15000 Volt und 16 2/3 Hertz. Göttingen (FB)

Abb. 07: Turbine (blau) und Generator (gelb) im Pumpspeicherwerk Geesthacht. (FB)	Abb. 08: Für den Überlandtransport wird in einem Kraftwerk die Spannung mit Transformatoren erhöht. Kernkraftwerk Krümmel, 380 000 Volt. Der linke Transformator hatte Feuer gefangen und das Kraftwerk außer Betrieb gesetzt. (FB)

Abb. 09: Am Ende der Übertragungsstrecke setzen Transformatoren die Spannung von 380000 Volt wieder herunter. Audorf bei Rendsburg. (FB)	Abb. 10: . . . und noch weiter herab auf 20000 Volt. Der Strom fließt dann in Erdkabeln weiter in einzelne Stadtgebiete zum nächsten Transformator. Umspannwerk Zellerfeld (FB)

Abb.. 11: kleiner Transformator von 10000 Volt auf 380 Volt, Umspannwerk Recklinghausen. (FB)	Abb. 12: meist zur Versorgung entlegener Häuser genutzt, Mittelschulenberg. (FB)