So spielst du Hochspannungsleitung
- Wähle einen Test und lies auf der Karte die Leistung, die Spannung und die Leitung.
- Bestimme den Leitungsstrom mit I = P ÷ V, dann den Verlust mit P_loss = I²·R; im Haus nutze P = V² ÷ R.
- Gib deine Vorhersage ein und drück auf Start. Die Leistung des Kraftwerks steigt, und die Leitung erwärmt sich mit ihrem Verlust.
- Vergleiche die Messwerte und die Balken mit deiner orangen Vorhersage.
Energie über weite Strecken übertragen
Ein Kraftwerk muss Energie über viele Kilometer Draht schicken, und jeder Draht hat einen Widerstand. Die gesendete Leistung ist P = V·I, also kann dieselbe Leistung als großer Strom bei niedriger Spannung oder als kleiner Strom bei hoher Spannung reisen. Die Leitung erwärmt sich mit P_loss = I²·R, also mit dem Quadrat des Stroms: zehnmal so viel Spannung bedeutet ein Zehntel des Stroms und ein Hundertstel des Verlusts. Darum spannen Transformatoren die Spannung für den Weg auf Zehntausende oder Hunderttausende Volt hoch und in der Stadt wieder auf 230 V herunter, wo die Geräte P = V² ÷ R folgen. Beachte, dass der Leitungsverlust den Strom durch die Leitung nutzt, nicht die Leitungsspannung: Fast diese ganze Spannung liegt an der Last in der Stadt, nicht entlang des Drahts.
Ein fokussiertes Lernmodell
Die Transformatoren sind ideal, der Leitungswiderstand gilt für den ganzen Hin- und Rückweg, und das Haus bekommt 230 V über den Abspanntransformator. Die Leistung des Kraftwerks steigt 2 s lang gleichmäßig und bleibt 1 s. Die Leitung glüht umso wärmer, je größer ihr Verlustanteil ist, ganz orange bei 5 %. Das sind Lernwerte, keine echten Netzzahlen. Die Elektronenpunkte bewegen sich mit einer zum Strom passenden Geschwindigkeit, nicht mit der echten Driftgeschwindigkeit. Antworten innerhalb von 2 % sind richtig.