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Einheit
Ampere (A)
Einfach erklärt
Der Strangstrom IP ist der Strom, der durch einen einzelnen Strang (eine Wicklung) eines Drehstromverbrauchers fließt – nicht zu verwechseln mit dem Leiterstrom IL, der durch die Außenleiter zur Anlage hin fließt. Bei Sternschaltung sind Strang- und Leiterstrom identisch (IL=IP), bei Dreieckschaltung dagegen ist der Leiterstrom um den Faktor √3 größer als der Strangstrom (IL=√3·IP), weil sich an jedem Anschlusspunkt zwei Strangströme geometrisch addieren.
Merksatz: Bei Sternschaltung ist Strang- gleich Leiterstrom, bei Dreieckschaltung ist der Leiterstrom das √3-fache des Strangstroms – nie beide Faktoren gleichzeitig auf Strom und Spannung anwenden.
Fortgeschrittene Erklärung
Bei der Dreieckschaltung teilt sich der aus dem Netz kommende Leiterstrom an jedem Eckpunkt des Dreiecks auf zwei benachbarte Stränge auf; durch die 120°-Phasenverschiebung der Stranggrößen ergibt die geometrische (vektorielle) Summe zweier Strangströme den Leiterstrom mit dem Faktor √3, nicht die einfache arithmetische Summe. Bei Sternschaltung fließt dagegen derselbe Strom durch Außenleiter und Strang, da beide in Reihe liegen.
Diese Beziehung ist der Grund für die Stern-Dreieck-Anlaufschaltung bei Asynchronmotoren: Beim Anlauf wird der Motor zunächst in Stern geschaltet, wodurch Strang- und Leiterstrom auf ein Drittel des Dreieckswerts sinken, bevor nach einigen Sekunden auf Dreieckschaltung umgeschaltet wird, um die volle Leistung zu erreichen. Ein häufiger Fehler ist die Annahme, Stern- und Dreieckschaltung würden den Faktor √3 gleichzeitig auf Spannung und Strom anwenden – tatsächlich betrifft der Faktor bei jeder Schaltungsart jeweils nur eine der beiden Größen.
Wichtige Formeln und Zusammenhänge
IL ist der Leiterstrom (in den Außenleitern) und IP der Strangstrom (durch einen Strang), beide in Ampere. Welche Formel gilt, hängt allein von der Verschaltung (Stern oder Dreieck) ab.
Beispiel und Vorgehensweise
Ein dreieckverschalteter Motor hat einen Strangstrom von IP=10A. Gesucht ist der Leiterstrom.
- Gegeben: IP = 10 A, Schaltung: Dreieck.
- Formel wählen: IL = √3 · IP.
- Einsetzen: IL = 1,732 · 10 A.
- Rechnen: IL ≈ 17,3 A.
- Ergebnis: IL ≈ 17,3 A.
Derselbe Motor (Nennbetrieb in Dreieck: IL≈17,3A) wird über eine Stern-Dreieck-Anlaufschaltung gestartet. Gesucht ist der Leiterstrom während der Startphase in Stern.
Beim Umschalten auf Stern sinkt der Leiterstrom auf ein Drittel des Dreieckswerts: IL,Stern=IL,Dreieck/3≈17,3/3≈5,8A. Da in Sternschaltung IL=IP gilt, fließt auch durch jeden Strang nur dieser reduzierte Strom – deutlich schonender für Netz und Motor als ein direkter Dreieckanlauf.
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