Wie in unserer Reihe „Arbeitsunfälle von Elektrofachfachkräften“ häufig zu lesen ist, können hohe Spannungen zu erheblichen Verletzungen führen. Darum ist es besonders wichtig, die Eigenschaften von elektrischer Spannung genau zu kennen.
Wie wird die elektrische Spannung eigentlich definiert? Welche Arten von elektrischer Spannung gibt es? Wie kann eine Spannung erzeugt werden?
Definition
Differenz der elektrischen Potentiale zwischen zwei Punkten. Spannungen (Potentialdifferenzen) sind die Ursache für den elektrischen Strom.
Arten elektrischer Spannungen
Elektrische Spannungen (engl. electrical voltages) entstehen durch das Ausgleichsbestreben entgegengesetzter Ladungen. Man nennt sie
Gleichspannungen (engl. direct voltages), wenn sich ihr Wert zeitlich nicht ändert. Außerdem haben Gleichspannungen eine gleichbleibende Polarität; ein Richtungswechsel erfolgt daher bei Gleichstrom nicht.
Elektrische Spannungen mit periodisch wechselnder Polarität heißen
Wechselspannungen (engl. alternating voltages). Diese Spannungen – auch Wechselströme – ändern ständig ihren Wert. Bei rein ohmscher Last erreichen Wechselspannungen und -ströme zur gleichen Zeit ihren Maximalwert und nach dem Nulldurchgang gleichzeitig ihren Minimalwert. In diesem Fall ist der Phasenwinkel φ=O.
Legt man Wechselspannung an eine Spule (induktive Last), so fallen die Extremwerte und der Nulldurchgang von Spannung und Strom zeitlich nicht mehr zusammen. Das sich durch die Wechselspannung dauernd ändernde Magnetfeld induziert in der Spule eine neue Spannung (Selbstinduktion), die der angelegten Spannung entgegenwirkt. Dadurch verzögert sich der Stromfluss. Der Strom eilt der Spannung folglich hinterher. Bei Verwendung von Kondensatoren (kapazitive Last) durchläuft der Ladestrom sein Maximum, wenn die Wechselspannung ansteigend durch Null geht. Mithin eilt der Strom in diesem Fall der Spannung mehr oder weniger voraus.
Die wichtigsten Wechselspannungslieferanten, z. B. zur Versorgung der öffentlichen Niederspannungs¬Verteilungsnetze, sind Generatoren. Die elektrischen Maschinen erzeugen üblicherweise eine Dreiphasen¬Wechselspannung (Sinusspannung). Die Summe dieser drei Wechselspannungen mit einer gegenseitigen Phasenverschiebung von 120 ° – jeweils einem Drittel der Periode – ist zu jedem Zeitpunkt Null.
Die ausführliche Definition finden Sie in unserer Elektropraktiker Fachzeitschrift 01/2014 und kostenfrei in unserem
Facharchiv.
