mein Verständnisproblem mit dem Neutralleiter

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st0
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mein Verständnisproblem mit dem Neutralleiter

Beitrag von st0 » Sonntag 3. Januar 2021, 20:50

Hallo alle zusammen und ein frohes neues euch,

ich bin auf der Suche nach Antworten auf paar Fragen die mich nicht in ruhe lassen. Es ist einfach nur ein Verständnisproblem und ich hoffe ihr könnt mir helfen das zu klären.
Mir ist klar das man einen geschlossenen Stromkreis braucht um einen Strom fließen lassen zu können.
Es wird ja auch vereinfacht mit dem Gleichstrom erklärt. Durch den Potentialunterschied (Elektronenüberschuss im Minus) wollen die Elektronen von - nach + und deshalb fließen sie vom Neutralleiter über den Verbraucher und wieder über die Phase zurück in die Stromquelle. Das ist alles klar und einfach zu verstehen.

Das mit dem Wechselstrom verwirrt mich nur total.

Mir ist klar das im Sternpunkt eines Drehstromnetzes durch die 120° Phasenverschiebung die Summe der Strangströme gleich 0V ergeben. Dadurch haben wir eben ein Potential von 0V auf dem Neutralleiter und durch diese Potentialdifferenz zu den Außenleitern kann der Strom fließen wenn wir einen Verbraucher in den Stromkreis einbringen.

Auch ist mir klar, das die Spannung die treibende Kraft des Stromes ist und ohne Spannung somit kein Strom fließen kann.


Was mich jetzt so verwirrt sind die 0V auf dem Neutralleiter aber gleichzeitig die Aussage das der Strom über den N wieder zurückfließt.
Das ist ja nunmal auch Fakt, sonst würde der FI nicht funktionieren. Die hinfließenden Ströme über die Phase/Phasen sind immer genauso groß wie die Rückfließenden Ströme über den N. Wenn nicht, läuft der Strom Fehlerhaft ab und es wird eine Spannung in die Auslösespule induziert.

beste grüße
st0

E-Jens
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Re: mein Verständnisproblem mit dem Neutralleiter

Beitrag von E-Jens » Sonntag 3. Januar 2021, 21:50

Hallo hier im Forum.
Der Sternpunkt der meisten Drehstromquellen ist geerdet. Das Potential der Erde ist per Definition Null Volt. Das stimmt jedoch nur soweit, wie es keinen Fehler in der Anlage gibt.
Gruß Jens

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Elt-Onkel
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Re: mein Verständnisproblem mit dem Neutralleiter

Beitrag von Elt-Onkel » Sonntag 3. Januar 2021, 22:02

Hallo,

und Aufpassen:

In erster Näherung reden wir von rein Ohm'schen Verbrauchern.


...

st0
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Re: mein Verständnisproblem mit dem Neutralleiter

Beitrag von st0 » Sonntag 3. Januar 2021, 22:11

E-Jens hat geschrieben:
Sonntag 3. Januar 2021, 21:50
Hallo hier im Forum.
Der Sternpunkt der meisten Drehstromquellen ist geerdet. Das Potential der Erde ist per Definition Null Volt. Das stimmt jedoch nur soweit, wie es keinen Fehler in der Anlage gibt.
Hallo Jens,
danke dir für die Antwort.

genau, das Potential der Erde ist gleich 0V und daher kann man auch an N fassen, weil man ja das gleiche Potential hat wie der Sternpunkt, das ist mir klar.

"Ob Wechsel- oder Gleichstrom, er fließt nur dann durch einen Stromkreis, wenn eine Spannungsquelle angeschlossen ist, deren „Fluss“ sowohl auf den Widerstand des Stromkreises als auch auf die Spannungsquelle beschränkt ist, die ihn treibt."

Vor dem Widerstand haben wir eine Spannung von 230V und nach diesem eine von 0V. Dennoch fließt der Strom doch über N zurück obwohl hier keine Spannung mehr vorhanden ist.
Irgendwo hängt es da leider bei mir was dann die Sache mit dem Stromfluss angeht.

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Re: mein Verständnisproblem mit dem Neutralleiter

Beitrag von st0 » Sonntag 3. Januar 2021, 22:12

Elt-Onkel hat geschrieben:
Sonntag 3. Januar 2021, 22:02
Hallo,

und Aufpassen:

In erster Näherung reden wir von rein Ohm'schen Verbrauchern.


...
Hallo,

kannst du das mal genauer erklären? Kann damit nicht viel anfangen

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Re: mein Verständnisproblem mit dem Neutralleiter

Beitrag von Probator » Sonntag 3. Januar 2021, 22:52

Vergiss Drehstrom und vergiss die nicht-ohmschen Verbraucher! Das ist ein anderes Thema.

Du willst wissen, warum der Neutralleiter "0V" hat und warum du ihn gefahrlos anfassen kannst.
Das mit dem Gleichstrom hast du verstanden.

Jetzt gehen wir auf den Wechselstrom. Stell dir den Wechselstrom als zwei Gleichstrom-Batterien vor, die abwechselnd ein- und ausgeschaltet werden. Dann hast du zwar ein Rechteck und keinen Sinus, aber das Prinzip ist das gleiche:

Bild
Quelle: Wikipedia: symetrische Spannungsquelle

Wo in der Mitte die "0" steht, das ist im Wechselstrom-Netz der Neutralleiter. Der bleibt immer auf gleichem Potential. Und die Phase "schwingt" darum herum ins Plus und ins Minus und die Elektronen "wackeln" quasi die ganze Zeit hin und her, anstatt wie im Gleichstrom im Kreis zu fließen.

Hilft das beim Verständnis?


Wenn nicht, dann eine andere Art der Erklärung:
Welche der beiden Adern du im 1phasigen Wechselstromnetz zum Neutralleiter deklarierst, ist völlig egal. Du kannst dir einen von beiden aussuchen, sie sind völlig identisch. Jenen Leiter, den du zum Neutralleiter deklariert hast, verbindest du mit dem Boden (=erden) und damit ist es per Definition festgelegt, dass der dann "0V" hat. Das nennt man dann "TN-Netz".

Nachtrag: du kannst diesen Vorgang auch Rückgängig machen, indem du einen Trenntrafo verwendest. Dann hast du am Ausgang L1&L2 statt L&N. Das wiederum nennt man dann "IT-Netz".
(an die Profis: vereinfacht gesprochen, ich weiß, das man ein Netz komplett ohne Erdung nicht IT, sondern schutzgetrennt nennt)

st0
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Re: mein Verständnisproblem mit dem Neutralleiter

Beitrag von st0 » Sonntag 3. Januar 2021, 23:33

vielen Dank für deine ausführliche Erklärung Probator.

Ich denke dieser Satz entsprich ungefähr dem was du erklärt hast:
"In einem rein ohmschen Wechselstromwiderstand sind Strom und Spannung „in Phase“, da es keine Phasendifferenz zwischen ihnen gibt."

Also der Anschluss an N ist nötig um eine Potentialdifferenz zu erzeugen, korrekt?
Und Spannungsabfall sowie Stromfluss passiert nur im Verbraucher, korrekt?

Ich kann den Strom im N messen aber nicht spüren.....es ist der Strom der am Verbraucher fließt. Noch leichte verwirrung....sorry :confused:

Probator
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Re: mein Verständnisproblem mit dem Neutralleiter

Beitrag von Probator » Sonntag 3. Januar 2021, 23:56

Wie schon gesagt: Das Thema ohmsche bzw. nicht-ohmsche Verbraucher ist was völlig anderes.
Also der Anschluss an N ist nötig um eine Potentialdifferenz zu erzeugen, korrekt?
Die Frage versteh ich nicht. Wenn du an einer Lampe nur einen Draht anschließt, wird sie nicht leuchten. Egal ob Gleich- oder Wechselstrom.
Ich kann den Strom im N messen aber nicht spüren.....es ist der Strom der am Verbraucher fließt
Du kannst den Neutralleiter anpacken, weil der geerdet wurde. Wenn du auf der Erde stehst, hat dein Körper genauso 0V wie der blaue Leiter.
Und wo keine Potentialdifferenz ist, kann kein Strom fließen.

https://www.phyx.at/was-ist-der-untersc ... und-strom/

OChatter
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Re: mein Verständnisproblem mit dem Neutralleiter

Beitrag von OChatter » Montag 4. Januar 2021, 03:33

Moin,

im Grunde hast du drei, nein sogar vier Widerstände in jedem Stromkreis.
Der augenfälligste ist natürlich der Widerstand der betriebenen Last (=Verbraucher = Lampe/Kühlschrank etc.)
Und der ist in der Regel auch der größte. So ein Glühwendel ist halt etwas enger als die Leitung in der Wand, folglich quetschen sich die Elektronen da nur widerwillig durch.
Aber letztlich sind auch die Leitungen in der Wand bloß Drähte und damit eigentlich nichts anderes als der Glühwendel. Nur dass sie mehr Elektronenautobahn sind statt Glühwendelfeldweg. Wie du schon schriebst, treibt eine Spannung einen Strom durch einen Widerstand. Gilt aber auch andersherum. Wenn ein Strom durch einen Widerstand fließen soll, tritt eine Spannungsdifferenz quasi als "Druckverlust" des Antriebs auf. Ein Teil der von der Quelle bereitgestellten Spannung wird dann benötigt, um den Leitungswiderstand zu überwinden. Ohmsches Gesetz. U = R*I.
Betrifft den Rückweg über den Neutralleiter genauso. Was zur Folge hat, dass auch auf dem N die Spannung nicht immer exakt Null Volt gegen Erde ist, sondern dieses nur am Punkt der Erdung gilt. Für andere Orte auf dem Neutralleiter tritt dann eine kleine Potentialverschiebung auf, bestimmt durch den Widerstand des Leiters und den fließenden Strom.
Heißt für unsere Stromkreis nun: 230V liefert die Quelle, auf dem L werden meinetwegen 5V verbraten, für den Rückweg ebenso und damit "sieht" die Last 220V als Spannung = Potentialdifferenz zwischen den Anschlüssen. Während ihre Anschlüsse bei 230-5V auf der L-seite und 0+5V auf der N-Seite gegenüber Erde liegen.
Als viertes hat auch die Quelle selbst noch einen inneren Widerstand. Schließlich fließt bei einem Kurzschluss zwar eine Menge Strom, aber letztlich doch nicht unendlich. Kann man hier aber erst einmal beiseite lassen.

Was den Drehstrom betrifft, hat dieser bei gleich großen, sinusförmigen Strömen die Eigenschaft, sich als Überlagerung von drei um 120° versetzten Stromkreis zu jeder Zeit geometrisch bedingt zu exakt 0 zu addieren. Der rückfließende Strom fließt also letztlich nicht über den N sondern wird von den beiden anderen Phasen "abgeworben", die jeweils in Summe die gleiche Menge Elektronen auf den Neutralleiter liefern oder benötigen, wie die dritte Phase. Folglich hat der Neutralleiter ohne Stromfluss dann auch keine Potentialdifferenz zu seiner geerdeten Stelle.

Was das Spüren anbelangt, kannst du den Strom in einer Leitung allenfalls an der Abwärme oder meinetwegen noch Ablenkung einer Kompassnadel durch seine magnetische Wirkung wahrnehmen. Eine Stromschlag/Kribbeln verspürst du hingegen, wenn du einen Punkt berührst, der nicht Erdpotential hat und durch diese Spannung ein Strom durch dich getrieben wird. Rein physisch wird dann zwar wieder der Strom empfunden, aber nur in Folge der Spannung die du beim dranpacken zur Berührstelle überbrückst. Da fühlst also eher die Spannung der Berührstelle, nicht den dort fließenden Strom. Da brauchst schon einige Volt, um genügend Strom durch dich umzuleiten. Folglich bekommst du es auch nicht körperlich mit, ob der Neutralleiter an der Last 0V durch sich aufhebende N-Ströme oder die Erde + 5V im einphasigen Beispiel aufgrund der Potentialverschiebung durch die Neutralleiterströme aufweist.

E-Jens
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Re: mein Verständnisproblem mit dem Neutralleiter

Beitrag von E-Jens » Montag 4. Januar 2021, 06:08

Hallo st0

du kannst ruhig etwas über dich erzählen. Dann können wir besser einschätzen, wie wir dir helfen können.
Gruß Jens

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