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Schwachstromanlagen sind – so die gängige Definition – elektrische Anlagen, die mit so niedrigen Stromspannungen funktionieren, dass sie keine Sachbeschädigungen verursachen oder Personen gefährden können. Schwachstromanlagen arbeiten mit sogenannter Niederspannung oder Kleinspannung, also mit Strom, dessen Spannung niedriger ist als die Netzspannung von 230 Volt; üblich sind in diesem Bereich 50 Volt. Bei dieser Energie ist selbst die direkte Berührung einer stromführenden Leitung für Menschen (sogar für Kinder) sowie für Haustiere ungefährlich.
Stromspannungen unter 50 Volt sind selbst bei dauerhafter Berührung ungefährlich. Daher kann bei der Montage von Schwachstromanlagen, die die gesetzlich vorgegebenen Grenzwerte unterschreiten, auf viele Sicherungsmassnahmen verzichtet werden, die bei Elektroinstallationen normalerweise unerlässlich sind. So ist beispielsweise kein Berührungsschutz notwendig. So können Schwachstromanlagen technisch einfacher angelegt werden als Anlagen, die Normalspannung nutzen. Ausserdem lassen sich mit Schwachstrom Informationen übertragen, da die Informationen, die Computer verwenden, auf dem Ein- und Ausschalten eines Stromkreises beruhen. Mit Hybridsteckern ist es möglich, neben Strom auch Signale zu übertragen, sodass für die Energie- und für die Signalübertragung nur ein Kabel nötig ist. Manche Geräte verwenden Schwachstrom zur Übertragung von Informationen, aber Strom mit Normalspannung zum Betrieb; man spricht dann von Mischstrom.
Technik mit Schwachstrom wird überall dort eingesetzt, wo hohe Stromspannungen nicht nötig sind. Da Schwachstrom sich vor allem für die Übertragung von Informationen eignet, sind typische Einsatzgebiete von Schwachstromanlagen in Haushalten und Industrieanlagen vor allem Kommunikations- und Sicherheitssysteme sowie Antennensysteme:
Wenn Schwachstromanlagen mit Starkstromleitungen verbunden sind – vor allem, wenn sie durch diese mit elektrischer Energie versorgt werden – können sie potenziell gefährlich werden, wenn die höhere Spannung durch einen Defekt in die Schwachstromanlage übergeht. Daher müssen Schwachstromanlagen beim Kontakt mit Starkstromanlagen durch spezielle Vorkehrungen geschützt werden. Üblicherweise wird die Kleinspannung durch Netztransformatoren aus dem normalen Stromnetz erzeugt. Diese Transformatoren müssen so gebaut sein, dass kein Kurzschluss zwischen Primärwicklung und Sekundärwicklung erfolgen kann, der die höhere Spannung in die Schwachstromanlage übertragen könnte. Daher dürfen für Schwachstromanlagen nur sogenannte Sicherheitstransformatoren mit sicherer elektrischer Trennung eingesetzt werden, bei denen zwischen Primärwicklung und Sekundärwicklung eine doppelte Isolierung liegt. Dieses Prinzip wird als Sicherheitskleinspannung bezeichnet. Diese Sicherheitsmassnahmen müssen bereits bei der Planung einer Schwachstromanlage berücksichtigt werden, jeder Elektrikerbetrieb kann dafür Informationen bereitstellen.
In der Schweiz unterliegen Elektroanlagen den Richtlinien des Eidgenössischen Starkstrominspektorats (ESTI). In der Verordnung über elektrische Schwachstromanlagen (der sogenannten Schwachstromverordnung) sind die dafür geltenden Massstäbe und Grenzwerte festgelegt. In der Schweiz müssen Teile einer Schwachstromanlage nicht besonders vor einer Berührung geschützt werden, wenn der Spannungswert 50 Volt (bei Wechselspannung) beziehungsweise 120 Volt (bei Gleichspannung) nicht überschritten wird.
Die gesetzliche Grundlage für die Anwendung dieser Technik ist die Niederspannungs-Installationsverordnung (NIV), die seit 2002 gültig ist. Die NIV regelt sowohl die Installation als auch die Kontrolle von Schwachstromanlagen in der Schweiz. Nach der NIV liegt die Verantwortung für Sicherheit und Unterhalt elektrischer Installationen bei ihrem Eigentümer. Dieser muss gegenüber dem ESTI oder dem Netzbetreiber auf Verlangen einen Sicherheitsnachweis erbringen. Dieser Sicherheitsnachweis wird bei einer Neuinstallation vom ausführenden Elektriker erstellt, der seine Planung entsprechend der NIV auslegt.
Ausserdem müssen die Schwachstromanlagen in bestimmten Abständen (den Kontrollperioden) durch ein unabhängiges Kontrollorgan geprüft werden – je nach Bauart der Anlage jährlich oder alle fünf, zehn oder zwanzig Jahre. Die Aufforderung zum Nachweis der Kontrollen kommt normalerweise vom Netzbetreiber, also dem jeweiligen Elektrizitätswerk. Der Eigentümer ist darüber hinaus auch dazu verpflichtet, die technischen Unterlagen für Planung, Technik und Installation über die gesamte Lebensdauer der Anlage aufzubewahren. Die Kontrollorgane sind normalerweise Elektroinstallationsfirmen; diese brauchen eine Bewilligung des Eidgenössischen Starkstrominspektorats, um zur Ausübung der NIV-Kontrolle berechtigt zu sein. Sie müssen kalibrierte Messgeräte besitzen und über entsprechende Aus- und Weiterbildungen verfügen. Ausserdem dürfen sie die Kontrollen nur bei Anlagen durchführen, die sie nicht selbst geplant, installiert oder geändert haben.
Mit Planung und Installation sowie der Wartung von Schwachstromanlagen muss ein Elektroinstallationsbetrieb beauftragt werden, der die dazu nötige Berechtigung hat. Leistungen dieser Art bietet normalerweise jede Installationsfirma an. Elektriker können auch Informationen über die gesetzlichen Anforderungen geben.
Sandwich-Maker, Kaffeemaschine, Toaster und Waffeleisen, Wasserkocher und die Mikrowelle: In einer modernen Küche müssen ziemlich viele Kleingeräte Platz finden. Wenn dann noch die hochmoderne Heissluftfritteuse dazu kommt, reichen die Steckdosen einfach nicht aus. Eine Steckerleiste ist die Lösung. Der Mehrfachstecker macht aus einer Steckdose viele – bis zu vier Geräte können an einer Steckdose hängen. Früher war auch mehr möglich, aber aufgrund der Brandgefahr ist das seit 2016 in der Schweiz verboten. 3-fach oder 4-fach sind die Steckosenleisten aber heute noch. Es gibt sie mit Überspannungsschutz, mit Kindersicherung, zusätzlichen USB-Anschlüssen und mehr.
Der spezifische Widerstand von Kupfer ist ein wichtiger Wert in der Praxis der Elektrotechnik und Elektronik, denn Kupfer ist einer der meistverwendeten Leiter. Daher ist es wichtig, das Zustandekommen dieses Wertes und seine Abhängigkeit von der Temperatur zu verstehen. Mit einer einfachen Formel lässt sich auf diesen Grundlagen auch der Widerstand eines Drahtes, einer Spule oder einer anderen Leitung berechnen. Wir zeigen dir hier, wie es geht.
Elektrische Leitungen weisen eine unterschiedliche Strombelastbarkeit auf. Für die optimale Stromversorgung gilt es daher, die Stromleitungen perfekt zu dimensionieren. Dabei wählt der Fachmann den Nennquerschnitt eines Leiters exakt so, dass die verfügbare Strombelastung des Kabels grösser ist als der maximale Dauerstrom, der im Normalbetrieb durch die elektrischen Leitungen fliesst. Doch welche Kabelquerschnitte gibt es überhaupt, wie berechnet man die perfekte Dimensionierung – und welche Rolle spielen Umweltbedingungen, wie beispielsweise die vorherrschende Umgebungstemperatur?
Sicherlich hast du auf Schweizer Dächern schon einmal die blau glänzenden Solarpanele gesehen. Sie werden immer beliebter, da sie es erlauben, ausreichend Strom und Wärme für das eigene Haus zu produzieren. So können Verbraucher ihre Stromkosten deutlich senken und teils durch Einspeisung in das Netz sogar etwas hinzuverdienen. Die Solarpanels sind zwar in der Anschaffung nicht ganz günstig, aber du kannst dich von einem Förderprogramm unterstützen lassen. Durch die täglichen Einsparungen beim Strom lohnt sich die Solaranlage schon bald. In diesem Beitrag erfährst du, wozu Solarzellen dienen und welche Vorteile und Kosten sie dir bringen.
Die Begriffe Scheinleistung, Blindleistung und Wirkleistung stehen in Zusammenhang mit Wechselstromkreisen und sind Begriffe aus der Elektrotechnik. In einem Netz fliesst Energie von Erzeugern zu Verbrauchern. Wenn in dem Verbraucher eine Spule oder ein Kondensator verbaut ist, dann wird ein Teil der Energie dazu benutzt, ein Magnetfeld aufzubauen. Die Scheinleistung beschreibt in einem solchen Netz die Energieverluste, die entstehen, wenn einem Verbraucher Energie zugeführt wird. Um die Scheinleistung genauer zu erklären, müssen wir zuerst ein paar Grundlagen erläutern.
Das Potenzial, aus dem Lateinischen potentia für Kraft oder Leistung, bedeutet in der Physik, eine Arbeit zu verrichten. Als physikalische Grösse der klassischen Elektrodynamik, die sich sowohl mit der zeitlichen Veränderung von elektrischen und magnetischen Feldern als auch mit der Bewegung von elektrischen Ladungen innerhalb dieser Felder beschäftigt, ist ihr grundlegendes Merkmal die elektromagnetische Wechselwirkung. Der Elektromagnetismus gehört zu den vier Grundkräften der Physik und ist für die meisten alltäglichen Phänomene, wie natürliches Licht und Elektrizität, verantwortlich. Zwischen zwei entgegengesetzt geladenen Teilchen wird durch Arbeit, das Verschieben eines Teilchens, eine Potenzialdifferenz aufgebaut. Dies ist die elektrische Spannung U in Volt.