1. Vom Kraftwerk in die Steckdose
Die Funktionsweise einer Steckdose ist sehr komplex. Lesen Sie deshalb zum besseren Verständnis unsere Übersicht zur Funktionsweise von Stromkreisen.
Wie kommt Strom in Ihren Haushalt?
So wird ihre Steckdose mit Strom versorgt.
Vom Elektrizitätswerk fließt der Strom über Hochspannungsleitungen zum örtlichen Umspannwerk. Über vier Niederspannungsleitungen fließt er von dort weiter zum heimischen Sicherungskasten. Zur Zuführung von Strom dienen drei Kabel. Dabei handelt es sich um die sogenannten Phasen L1, L2 und L3. Ein viertes Kabel ist für die Rückführung des Stroms verantwortlich. Das ist der sogenannte Nullleiter (NL). Warum Strom wieder zurückfließt lässt sich am besten an einem Wasserkreislauf veranschaulichen.
Stellen Sie sich vor von einem höher gelegenen Reservat fließt Wasser durch ein Rohr. Das Rohr führt zu einem tiefer liegenden See. In der Mitte befindet sich ein Schaufelrad, das durch das Wasser angetrieben wird. Die Wassermenge ändert sich auf dem Weg nicht, die Energie allerdings schon. Durch das Schaufelrad wird der Wasserfluss verlangsamt, er verliert also Energie. Für Strom gilt dasselbe.
Die zum Verbraucher fließende Menge ist genauso groß wie die abfließende Menge Strom. Der Verbraucher ist in diesem Beispiel mit dem Schaufelrad gleichzusetzen. Der Zufluss zum Schaufelrad steht für die „Phase‟ und der Abfluss für den „Nullleiter‟. Dadurch wird deutlich, dass nicht der Strom, sondern nur seine bereitgestellte Energie verbraucht wird.
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Der Energieverbrauch
Für das Beispiel bedeutet das, dass das Wasser im See energieärmer ist als im Reservat. Damit das Schaufelrad weiter in Betrieb bleibt, wird das Wasser wieder nach oben gepumpt. Es wird also mit Energie angereichert. In diesem Beispiel entspricht die verbrauchte Energie der herabgeflossenen Wassermenge mal der Zeit. Beim Strom wird die Energie als Leistung gemessen. Diese berechnet sich aus Watt mal der in Stunden gemessenen Zeit. Watt errechnet sich aus der Spannung (Volt) mal Strom (Ampere). Auf Ihrer Stromabrechnung ist deshalb auch immer von kWh (Kilowattstunden) die Rede. Kilo bezeichnet 1000. Wenn Sie also Zuhause eine Glühbirne (z.B. 100W) einschalten, fließt entsprechend der Leistung Strom. Nach zehn Stunden Laufzeit hat diese Glühbirne also eine Kilowattstunde an Energie verbraucht.
4-3-2, Kabel-Drähte-Löcher
Wie Sie bereits wissen, kommen im Haushalt vier Kabel an. Drei zur Stromzufuhr (Phasen) und eins zur Stromabfuhr (Nullleiter). Werden die Spannungen der einzelnen Phasen gegen den Nullleiter gemessen ergeben sich rund 230V. Die Spannung zwischen zwei beliebigen Phasen beträgt circa 400V. Wenn um den Neutralleiter drei Phasen in Sternschaltung vorliegen, ist von Starkstrom die Rede. Sternschaltung bezeichnet die Zusammenschaltung dreier elektrischer Bauelemente an einem gemeinsamen Punkt. Dieser Punkt wird Stern- oder Neutralpunkt genannt.
Starkstrom
Starkstrom wird auch als Drehstrom bezeichnet. Dieser wird im Haushalt allerdings äußerst selten verwendet. Nur wirklich stromhungrige Geräte, wie ein E-Herd oder ein Saunaofen, benötigen Starkstrom. Aus Sicherheitsgründen werden solche Geräte in den meisten Fällen fix verdrahtet. Eine Drehstrom-Steckdose finden Sie also eher in einer Garage oder einer Werkstatt. Im Haushalt sind 230V Spannungen üblich. In allen 230V-betriebenen Geräten ist deshalb auch nur eine von drei Phasen verbaut. Das gilt zum Beispiel auch für die Schuko-Steckdose. Was das ist, lesen Sie im weiteren Verlauf.
Ein Stromkabel beinhaltet drei Drähte. Diese sind wie folgt angeschlossen:
- Der erste Draht ist eine Phase. Wie Sie nun wissen, ist eine Phase völlig ausreichend für eine Spannung von 230V.
- Durch den zweiten Draht fließt der Strom ab. Es handelt sich hierbei um den Nullleiter.
- Der dritte Draht ist mit dem Erdleiter verbunden.
Eine Steckdose an sich hat eine „weibliche‟ Bauweise. Sie hat also zwei innenliegende Kontakte. Die ersten beiden Leiter stehen unter Strom. Sie sind daher nicht von außen zugänglich und werden an diese innenliegenden Kontakte angeschlossen. Der dritte Kontakt dient vor allem Ihrer Sicherheit. Er führt nur im Fehlerfall Strom. Deshalb ist es nicht schlimm, wenn er von außen zugänglich ist. Dieser Kontakt ist als zwei miteinander kurzgeschlossene Kontakte von außen sichtbar. Sie befinden sich im rechten Winkel zu den zwei Löchern.
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2. Der Aufbau einer Steckdose
Der Aufbau einer Steckdose.
Eine Steckdose besteht üblicherweise aus einem Steckdoseneinsatz, einem Rahmen und einer Abdeckung. Die Abdeckung wird auch Zentraleinsatz genannt. Der Steckdoseneinsatz ist der Teil, der mit der elektrischen Leitung verbunden wird. Die Abdeckung ist der von außen sichtbare Teil der Steckdose. Sie deckt alle leitenden Bestandteile ab. Der Rahmen bildet den Übergang zur Wand. Handelt es sich um eine Unterputz-Steckdose, ist außerdem eine Unterputzdose verbaut. Grundsätzlich wird zwischen Unterputz- und Aufputz-Steckdosen unterschieden:
- Die Unterputz-Steckdose wird in die Wand eingelassen. Hierzu wird die Unterputzdose verwendet, an der die restlichen Bestandteile befestigt werden. Diese Art der Steckdose finden Sie in fast jedem Haushalt.
- Die Aufputz-Steckdose wird wiederum auf der Wand angebracht. Diese Art der Steckdose wird häufig in Kellern oder im Außenbereich eingesetzt.
Jede Steckdose im Haus ist mit dem Verteiler des Gebäudes verbunden. Dieser Verteiler wird umgangssprachlich auch Sicherungskasten genannt. Im Regelfall beinhaltet eine Steckdose den Neutralleiter, den Schutzleiter und einen von drei Außenleitern.
| Leiter | Funktion |
|---|---|
| Außenleiter (Phase) |
|
| Neutralleiter |
|
| Schutzleiter |
|
Eine spannungsführende Steckdose wird auch Buchse oder Kupplung genannt. Sie hat eine sogenannte „weibliche‟ Bauform. Das bedeutet, dass die Kontaktöffnungen nach innen weisen. Dies dient dem Berührungsschutz. Ein Stecker bildet mit der sogenannten „männlichen‟ Bauform das Gegenstück. Hier weisen die Kontaktstifte nach außen.
Hier geht’s zum Artikel über die Gegensprechanlage.
Der Blick hinter die Steckdose
Wenn man also in das Innere einer Steckdose schaut, kommen drei Drähte zum Vorschein. Doch welcher Draht hat welche Funktion? Die Drähte sind zwar farbcodiert, es ist aber dennoch Vorsicht geboten. Über die Zeit hat sich diese Codierung nämlich geändert! Ist Ihr Zuhause etwas älter oder wurde die Installation nicht von Profis vorgenommen? Verlassen Sie sich nie blind auf die Farben der Drähte, sondern messen Sie mit einem Messgerät nach. Handelt es sich um ein neueres Gebäude, ist die Farbcodierung wie folgt:
- Die Phase ist Schwarz.
- Der Nulleiter ist Blau.
- Die Erdung ist Grün-Gelb.
3. Schuko-Steckdose
Schuko ist eine Abkürzung für Schutz-Kontakt. Damit wird ein System von Stecker und Steckdose bezeichnet. Dieses System ist vor allem in Europa sehr weit verbreitet. Eine andere Bezeichnung für das Schuko-System ist Stecker-Typ F. Als geschützter Begriff wird er vom SCHUKO-Warenzeichenverband verwaltet.
Aufbau
Ein Schuko-Stecker besitzt, wie ein normaler Stecker auch, zwei runde Kontaktstifte. Zusätzlich ist er aber mit einem dritten Pol, dem Schutzkontakt ausgestattet. Dieser leitet Fehlerströme ab, sobald die anderen beiden Pole den Stromkreis geschlossen haben. Ein solcher Fehlerstrom ist zum Beispiel ein Körperschluss. Um jenes zu gewährleisten, erfolgt also zuerst die Verbindung mit dem Schutzkontakt. Beim Schuko-Stecker befinden sich diese Kontaktflächen seitlich am Stecker. In der Steckdose sind die Gegenstücke sichtbar in Form der Kontaktfedern verbaut.
Sicherheit
Der Kragen der Steckdose umschließt die gesamte Grundfläche des Schuko-Steckers. Außerdem erfolgt die Kontaktierung erst bei halb eingeführtem Stecker. Dadurch ist der Berührungsschutz gewährleistet.
4. Steckdose – Sicherheit
Elektrische Energie ist aus dem alltäglichen Leben kaum wegzudenken. Vom Wasserkocher bis zum Smartphone läuft nahezu alles mit Strom. Erst mit einer Steckdose sind solche Geräte nutzbar. Elektrische Energie ist aber nicht nur wichtig, sondern auch extrem gefährlich für Menschen. Aus diesem Grund haben moderne Steckdosen diverse Sicherheitsvorkehrungen, um lebensgefährliche Unfälle zu vermeiden. Die Ihnen bereits bekannte Schuko-Steckdose ist dabei nur eine davon.
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Sicherung
Dass Strom gefährlich ist, ist bekannt. Er schadet allerdings nicht nur dem Menschen. Auch elektrische Geräte sind anfällig gegenüber Stromschlägen. Um diese zu schützen, gibt es den Leitungsschutzschalter oder Sicherungsautomaten. Umgangssprachlich wird er auch als „Sicherung‟ bezeichnet. Der Leitungsschutzschalter ist ausschließlich zum Schutz von Geräten und Elektroinstallation verantwortlich. Wird eine Leitung mit zu starkem Strom überlastet, überhitzen die Drähte möglicherweise. Das verursacht im schlimmsten Fall sogar einen Brand. Um solche Vorfälle zu verhindern, reguliert die Sicherung also die zulässige Stromzufuhr. Dadurch werden alle Stromkabel effektiv vor Kurzschlüssen und Überlast geschützt. Leitungsschutzschalter gibt es in drei Ausführungen:
- Wird nur die Phase wird unterbrochen, ist von einpoligen Schaltern die Rede.
- Bei einem zweipoligen Schalter werden Phase und Nulleiter unterbrochen.
- Dreipolig bedeutet, dass alle drei Phasen unterbrochen werden (bei Starkstrom).
Eine Sicherung löst auf zwei Arten aus:
- Kurzschluss (magnetisch) – Ein sehr kurzer hoher Strom.
- Überlast (mechanisch) – Eine lang anhaltende Überlastung.
Leitungsschutzschalter verfügen über die sogenannte „unbeeinflussbare Freiauslösung‟. Das bedeutet, dass sie auch auslösen, wird der Schalter manuell gehalten. Sie tun dies, solange die Fehlerquelle im Stromkreis nicht beseitigt ist. Das heißt, dass eine Sicherung nicht zwangsläufig kaputt ist, wenn sie immer wiederholt auslöst. Kontrollieren Sie also alle eingesteckten Geräte. Fangen Sie bei dem Gerät an, dass Sie zuletzt an die Steckdose angeschlossen haben. Ziehen Sie das Gerät von der Steckdose und schalten Sie die Sicherung erneut ein. Hält der Schalter, ist die Fehlerquelle gefunden. Falls nicht, suchen Sie weiter. Ein weiterer möglicher Grund für die ausgelöste Sicherung sind zu viele eingeschaltete Geräte. Wenn alle an Steckdosen angeschlossenen Geräte eingeschaltet sind, ist eine Überlastung möglich. Schalten Sie einige Geräte aus oder trennen Sie sie von der Steckdose.
