Wieso verwendet man Hochspannungsleitungen?

Hochspannung wird verwendet um moeglichst verlustfrei Strom auf Langstrecken zu uebertragen, da hilft keine Rechnerei...Ohne Trafo geht es nicht, es gaebe keinen verwendbaren Strom.

Ein Beispiel: Es sollen 1 MW elektrischer Leistung über ein Kabel (Kupfer) übertragen werden.

1 MW eingespeiste Leistung entspricht bei einer Spannung von U1= 1000 V einem Strom von

I= 1000A. Die am Kabel abfallende Spannung ist also

U = R*I = 170 V

die entstehende Leistung

P = U*I = 170000 W

Schon auf nur 10 km Länge gehen also 17% der Leistung verloren!

Wird bei einer Spannung von U2= 100000 V gearbeitet, beträgt die Stromstärke nur 10 A.

In diesemFall ist die Verlustleistung

P = R*I² = 17 W

Die Verwendung hoher Spannungen ist also sehr vorteilhaft bei dem Transport elektrischer

Leistung über weiter Strecken! (in Hochspannungsleitungen wird daher mit Spannungen von

380000 V gearbeitet (in modernen Gleichstromsystemen auch mehr als 10^6V).

Hey Luisa,

1. Hochspannungsleitungen werden zur Energieübertragung genutzt.

2. Die Übertragung findet als Wechselstrom statt. Es bestehen jedoch mittlerweile auch Techniken zur Gleichstromübertragung, wobei die Netzverluste wesentlich geringer sind als im Konventionellen Netz.

3. Die Widerstände der Leitung sind zunächst konstant für die Übertragung.

4. Bei Wechsel der Stromarten werden Transformatoren verwendet, um Gleichstrom oder unterschiedliche Spannungen zu erzeugen. Eine Transportleitungsgröße kann beispielsweise bei 110kV liegen, der Endabnehmer erhält eine Spannung von etwa 220V, so dass die Spannung vom Umspannwerk zu den Verbrauchern reduziert wird.

5. Der elektrische Widerstand ist bei unterschiedlichen Temperaturen verändert; beim Transport im Winter liegen die Netzverluste geringer.

6. Diese Zusammenhänge werden durch das Ohmsche Gesetz beschrieben, Details erhälst Du auch auf Wikipedia.

Viel Erfolg.

Der Widerstand der Leitung (R) ist konstant.

Je höher die Spannung, desto niedriger der Strom, der fließt, das hast du richtig erkannt.

Allerdings kommt jetzt die übertragene leistung ins Spiel P = U * I

Nimm an, es sollen 1000 Watt über eine (relativ lange) Leitung übertragen werden, der Leitungswiderstand sei 10 Ohm.

Bei 230 Volt fließen 4,35 Ampere, und es fallen 43,5 Volt auf der Leitung ab, es kommen also nur 186,5 Volt am Endpunkt an, Es gehen 189 Watt verloren.

Bei 10.000 Volt fließen 0,1 A und es fallen 1 Volt auf der Leitung ab, es kommen also 9999 Volt an, es gehen 0,1 Watt verloren.

Merkst du was?

Welche Größe sich ändert, hängt davon ab, welche man konstant hält...

Was du vielleicht noch nicht ganz begriffen hast:

es ist nicht so, dass Spannung und Strom zwei getrennte Dinge sind. Man braucht immer einen Widerstand, um aus einer Spannung einen Strom zu erzeugen bzw umgekehrt.

Einzeln können beide nicht auftreten dh es fließt immer ein noch so geringer Strom, sobald man eine Spannung (und einen eventuell riesigen Widerstand) hat.

Worauf es aber bei Leitungen wirklich ankommt ist die Leistung:

P= I U = I² R = U² / R

Daran erkennt man nochmals diesen Zusammenhang.

Bei Transformatoren wandelt man nun die niedrige Spannung in eine Hohe um. Das bedeutet auch, dass der Strom kleiner werden wird.

P= I1 * U1 = I2 *U2 = const

Schickt man nun diesen niedrigen Strom durch eine Leitung ist nach P = I² R die Verlustleistung geringer.

Zusatz:

Schau mal auf: http://de.wikipedia.org/wiki/Hochspannungsleitung

Die herangehensweise ist hier etwas falsch. Schließlich willst du ja eine Leistung übertragen, also die ganzen Watt. diese sind ja U x I

Wenn du also die Spannung von 110000 Volt, welchers die übliche Spannung im regionalen Verteilnetz ist auf 220V um den Faktor 500 verringerst, musst du, um die gleiche Leistung übertragen zu können, den Strom um den Faktor 500 erhöhen. Da du aber über ein Leiterseil maximal 2000A leiten kannst, wenn du da draus keine Glühdrähte machen willst, musstest du statt der in 110kV-Netz üblichen 6 Seilpaare dann 6000 Seile an den Mast hängen, um die gleiche Leistung zu übertragen.

Und jetzt kommt noch dein Ohmsches Gesetz: Angenommen, es fließen durch unser Leitungsseil 2000 A, und dieses Seil hat vom Kraftwerk bis zu der Stadt, wo der Strom verteilt wird einen Wiederstand von nur 0,1 Ohm, dann bedeutet das, das durch den Wideerstand an der Leitung 200V an Spannung verloren gehen, Schließt du also beim Kraftwerk 220V an diese Leitung an, kommen in der Stadt dann nur noch 20V an. Schiebst du aber bei gleichem Strom 110000V in die Leitung, dann gehen, den gleichen Strom durch das Seil vorausgesetzt, hier ebenfalls 200V verloren, es kommen also noch immer 109800 V an, während du also bei der niedrigen Spannung gut 90% Verluste hast, sind es bei Hochspannung nur noch knapp 2 % bei gleicher Leitungslänge.