Warum verwenden wir hohe Spannungen?

Stromtransformatoren

Die mächtigen Stromleitungen, die unsere Landschaft durchziehen oder unsichtbar unter den Straßen der Stadt wackeln, transportieren Elektrizität mit enorm hohen Spannungen von den Kraftwerken zu unseren Häusern. Es ist nicht ungewöhnlich, dass eine Stromleitung für 400.000 bis 750.000 Volt ausgelegt ist! Aber die Geräte in unseren Häusern verbrauchen Spannungen, die tausende Male kleiner sind - normalerweise nur 110 bis 250 Volt. Wenn Sie versuchen, einen Toaster oder einen Fernseher von einem Strommast aus mit Strom zu versorgen, wird dieser sofort explodieren! (Denken Sie nicht einmal darüber nach, es zu versuchen, denn der Strom in Freileitungen wird Sie mit ziemlicher Sicherheit töten.) Es muss also eine Möglichkeit bestehen, den Hochspannungsstrom von Kraftwerken auf den von Fabriken, Büros und Privathaushalten verwendeten Niederspannungsstrom zu reduzieren . Das Gerät, das dies tut und dabei mit elektromagnetischer Energie brummt, wird Transformator genannt. Schauen wir uns einmal genauer an, wie es funktioniert!

Warum verwenden wir hohe Spannungen?

Ihre erste Frage lautet wahrscheinlich: Wenn in unseren Häusern und Büros Fotokopierer, Computer, Waschmaschinen und Elektrorasierer mit 110 bis 250 Volt verwendet werden, warum übertragen Kraftwerke dann nicht einfach Elektrizität mit dieser Spannung? Warum verwenden sie so hohe Spannungen? Um das zu erklären, müssen wir ein wenig darüber wissen, wie Strom fließt.

Während Elektrizität einen Metalldraht hinunterfließt, wackeln die Elektronen, die ihre Energie transportieren, durch die Metallstruktur, schlagen und krachen umher und verschwenden im Allgemeinen Energie wie aufsässige Schulkinder, die durch einen Korridor rennen. Das ist der Grund, warum Drähte heiß werden, wenn Strom durch sie fließt (was bei elektrischen Toastern und anderen Geräten, die Heizelemente verwenden, sehr nützlich ist). Es stellt sich heraus, dass je höher die von Ihnen verwendete Stromspannung und je niedriger der Strom, desto weniger Energie auf diese Weise verschwendet wird. Der Strom, der aus Kraftwerken stammt, wird daher mit extrem hohen Spannungen über die Leitungen geleitet, um Energie zu sparen.

Aber es gibt noch einen anderen Grund. Industrieanlagen haben riesige Fabrikmaschinen, die viel größer und energieintensiver sind als alles, was Sie zu Hause haben. Die Energie, die ein Gerät verbraucht, hängt direkt (proportional) von der verwendeten Spannung ab. Anstatt also mit 110 bis 250 Volt zu arbeiten, könnten leistungshungrige Maschinen 10.000 bis 30.000 Volt verbrauchen. Kleinere Fabriken und Werkstätten benötigen möglicherweise 400 Volt oder mehr. Mit anderen Worten, unterschiedliche Stromverbraucher benötigen unterschiedliche Spannungen. Es ist sinnvoll, Hochspannungsstrom aus dem Kraftwerk zu befördern und ihn dann in niedrigere Spannungen umzuwandeln, wenn er seine verschiedenen Ziele erreicht. (Trotzdem sind zentralisierte Kraftwerke immer noch sehr ineffizient. Ungefähr zwei Drittel der Energie, die in Form von Rohbrennstoff in einem Kraftwerk ankommt, wird in der Anlage selbst und auf dem Weg zu Ihnen nach Hause verschwendet.)

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