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Ein Drehstrommotor (auch Drehstrommaschine) ist ein Elektromotor, der mit dreiphasigem Wechselstrom (kurz "Drehstrom") betrieben wird. Drehstrom ist ein Wechselstrom mit drei Phasen, deren Sinuskurven sich gleichmässig überlagern. Dabei wird in drei voneinander getrennten Leitern jeweils eine eigene Spannung geführt, die periodisch wechselt und um jeweils 120 Grad versetzt ist. Dieses Magnetfeld wird daher auch als Drehfeld bezeichnet. Die Sinuskurven der drei Phasen ergeben in ihrer Summe sowohl im positiven als auch im negativen Bereich immer null.
Drehstrom lässt sich besonders effektiv und einfach für den Betrieb von Elektromotoren einsetzen, weil er den Läufer des Motors mit seiner Drehfrequenz einfach "mitzieht". Für die Konstruktion eines Drehstrommotors werden als Stator um den Läufer drei Elektromagnetspulen im Winkel von jeweils 120 Grad montiert. Jede dieser drei Spulen erzeugt ein Magnetfeld, das gegenüber dem der anderen beiden Spulen um jeweils eine Drittelperiode versetzt ist. Dadurch ergibt sich ein umlaufendes Magnetfeld, dessen Impulse mit der Frequenz des Drehstroms rotieren. Die Geschwindigkeit dieser Rotation (und damit die Umdrehungszahl des Motors) ist durch die Frequenz des Drehstroms vorgegeben. Für eine Richtungsänderung des Motors muss die Drehrichtung des Drehstroms geändert werden, was am einfachsten durch das Vertauschen zweier beliebiger Aussenleiter erfolgen kann (Wende-Schützschaltung). Im Gegensatz zu Elektromotoren, die mit einphasigem Wechselstrom betrieben werden (Wechselstrommotoren), ist bei Drehstrommotoren von Anfang an ein sich drehendes Magnetfeld vorhanden, das nicht eigens erzeugt werden muss.
Drehstrommotoren können umgekehrt auch als Generator genutzt werden, wenn der Rotor mechanisch angetrieben wird, und erzeugen dann Dreiphasen-Drehstrom. Diese Umkehrbarkeit wird etwa in Pumpspeicher-Kraftwerken genutzt, wo dieselben Geräte je nach Bedarf als Pumpenantrieb oder als Generatoren genutzt werden. Bei manchen Elektroautos oder Zügen wird der Motor als Bremse genutzt und kann auf diese Art Energie zurückgewinnen.
Drehstommotoren können als Synchronmotoren und Asynchronmotoren konstruiert werden.
Bei Drehstrommotoren ist die Drehzahl durch die Frequenz des Drehstroms vorgegeben. Daher muss für eine Änderung der Drehzahl die Frequenz des Drehstroms verändert werden, was sich am einfachsten mit einem elektronisch steuerbaren Frequenzumrichter lösen lässt. Ein solcher Stromrichter wandelt Wechselspannung so um, dass sie in der Frequenz und Amplitude veränderbar ist, und ermöglicht damit die Steuerung des Drehstrommotors.
Drehstrommotoren gelten als leistungsfähig und gleichzeitig als robust und wartungsarm. Sie können einfacher konstruiert werden als Gleichstrommotoren. So kommen sie etwa ohne Bürsten und Schleifringe aus. Wenn der Rotor als Käfigläufer konstruiert ist, dreht er sich völlig kontaktfrei im Gehäuse. Im Gegensatz zum einphasigen Wechselstrommotor benötigt ein Drehstrommotor keinen Stromwender, der bei leistungsstarken Maschinen Funkenschlag erzeugen und damit ein potenzielles Sicherheitsrisiko sein kann.
Drehstrommotoren können sehr hohe Leistungen erbringen, für die Gleichstrommotoren nicht ausgelegt sind. Ausserdem gelten sie (vor allem als Asynchronmotoren) als günstig, robust und wartungsarm. Daher sind Drehstrom-Asynchronmotoren der Standard für Industriemotoren und Antriebe jeglicher Grössenordnung. Auch Züge und viele Elektroautos fahren mit Drehstrommotoren. Drehstrommotoren werden wie alle Elektromotoren in vier Wirkungsgradklassen eingeteilt: IE1, IE2, IE3 und IE4. Motoren einer hohen Wirkungsgradklasse sind effektiver, allerdings auch aufwändiger in Konstruktion und Herstellung und daher teurer.
Drehstrommotoren können über normale Haushaltssteckdosen nicht betrieben werden, da diese nur einen einphasigen Wechselstrom abgeben. Daher beschränkt sich ihr Einsatz meist auf den Industrie- und Gewerbebereich. In Haushalts- oder Kleingeräte werden überwiegend Wechselstrommotoren (sogenannte Universalmotoren) eingebaut.
Da bei einem Drehstrommotor die Drehzahl mit der Frequenz des Drehstroms synchron ist, kann sie nur über eine Frequenzänderung des Drehstroms mittels Frequenzumrichter gesteuert werden. Allerdings können die Drehzahlen auch durch die Polpaarzahl beeinflusst werden, da eine höhere Polpaarzahl eine niedrigere Drehzahl des Motors zur Folge hat. Niedrigere Drehzahlen ergeben bei grossen Lasten einen ruhigeren und gleichmässigeren Lauf und sind daher bei sehr leistungsstarken Drehstrommotoren von Vorteil. Die Maximaldrehzahl bei der üblichen Netzfrequenz von 50 Hertz ist auf 3000 Umdrehungen pro Minute limitiert; höhere Drehzahlen lassen sich nur mit einer Erhöhung der Netzfrequenz durch einen Frequenzumrichter oder mit Getriebemotoren erreichen.
Mit einem Solardach erzeugst du deinen eigenen Solarstrom. Vor allem Umweltfreunde und Menschen, die mit einer hohen Sonneneinstrahlung in ihrer Wohnumgebung gesegnet sind, entscheiden sich gerne für diese Variante. Anstelle der herkömmlichen Photovoltaik-Anlage, bei der Solarpanele auf deinem Dach angebracht werden, kannst du dich auch für unauffällige, elegante Solarziegel entscheiden. Diese Art der Dacheindeckung ist etwas teurer, punktet aber mit ihrer schönen Optik. Zudem haben die Solardachziegel gute Dämmeigenschaften, was sich im Winter bezahlt macht. Hier erfährst du mehr über die Vorteile der Solarziegel, ihre besonderen Eigenschaften, ihre Kosten und die beste Möglichkeit, sie auf deinem Dach zu installieren.
Gab es in der Schweiz in letzter Zeit einen Stromausfall? Wie lange liegt der letzte Blackout zurück? Und vor allem: Warum kam es dazu? Insgesamt ist die Stromversorgung in der Schweiz sehr gut aufgestellt. Kommt es dennoch zu einem Strommangel, gibt es einen Notfallplan. Aber welche Auswirkungen kann ein Stromunterbruch haben? Wie hoch ist eigentlich das Risiko eines Blackouts in der Schweiz und mit welchen Gefahren ginge er einher? Wir haben die häufigsten Fragen zum Thema Stromausfälle in der Schweiz und Energie zusammengetragen und für dich beantwortet!
Es klingt wie Magie, ist aber Realität. Ein Metallkörper schwebt scheinbar schwerelose im Raum, ohne jedweden äusseren Einfluss. Dieses Bild eines Supraleiters begeistert nicht nur Science-Fiction Fans, sondern gehört mittlerweile in jeder Physikoberstufe zum Lehrplan. Die Details dahinter klingen nahezu so fantastisch wie der Vorgang selbst, den die Welt übrigens bereits am 8. April 1911 zum ersten Mal bestaunen durfte. Mit der Abkühlung von Quecksilber auf vier Grad über absolut Null (minus 269 Grad Celsius), gelang dem niederländischen Physiker und Nobelpreisträger Heike Kamerlingh Onnes die Sensation: Der elektrische Widerstand des Metalls ging auch gleich null, der Supraleiter war geboren.
Ein elektrisches Gerät ist über ein Kabel schnell an den Strom angeschlossen. Da die Technik jedoch immer komplexer wird, gibt es Modelle, die mit anderen Geräten kombiniert werden. Dazu gehört auch der Computer: Es genügt nicht, den PC einfach anzuschliessen, er muss mit weiteren Peripheriegeräten verbunden werden, darunter mit Monitor, Tastatur und Maus. Benötigt wird hier ein Gerätestecker, der flexibel integriert werden kann. Dazu gehört der Kaltgerätestecker, der für alle Geräte mit geringer Temperaturentwicklung optimal geeignet ist.
Um im und um das eigene Haus herum verschiedene Systeme und Geräte steuern zu können, sind digitale Zeitschaltuhren eine praktische Lösung. Sie gestatten eine Programmierung mit Timer, die dann die Beleuchtung, das Alarmsystem, Heizungen und andere elektrische Vorrichtungen sinnvoll ein- und ausschaltet. Das hilft dir, Strom zu sparen und die Systeme nur dann zu nutzen, wenn sie wirklich benötigt werden.
Das elektromagnetische Spektrum umfasst alle Wellenlängen vom sichtbaren Licht bis zur unsichtbaren Gammastrahlung. Das sichtbare Licht ist jedoch nur ein kleiner Teil des elektromagnetischen Spektrums. Dazu zählen nämlich auch Radiowellen, Mikrowellen, das infrarote Licht und das ultraviolette Licht sowie die Röntgen- und Gammastrahlung. Das elektromagnetische Spektrum teilt die Wellenlängen des Lichtes sowie diejenigen der hoch- und niederenergetischen Strahlung in bestimmte Frequenzbereiche ein. Die Frequenz wird dabei in der Masseinheit Hertz beschrieben. Ausserdem wird die Wellenlänge alternativ dazu auch in Form von Metern angegeben. Das elektromagnetische Spektrum ist für die Medizin, die Elektrotechnik und die Physik von grosser Bedeutung.