Drehstrom (Drei- und Vierleiternetz)
Vierleiternetz
Wir untersuchen die Funktion des Neutralleiters:
Das 1. Kirchhoffsche Gesetz für den Knoten = Neutralleitersammelschiene lautet
Symmetrie der Belastung
Wenn alle Stränge den selben Widerstandswert und den selben Leistungsfaktor haben,
bedeutet das:
Die geometrische Summe aller Außenleiterströme ergibt "Null"!
Der Neutralleiter führt in diesem Idealfall keinen Strom.
Unsymmetrie der Belastung
Wenn die drei Stränge nun verschiedenen Widerstandswert und eventuell auch noch verschiedene Leistungsfaktoren haben,
bedeutet das:
Die geometrische Summe aller drei Außenleiterströme ergibt "Einen vierten Stromwert"! Bildlich gesprochen muss das ungleichseitige Dreieck zum Nullpunkt hin mit einem vierten Stromwert geschlossen werden.
Der Neutralleiter ist der Ausgleichsleiter
Im Zeigerbild erkennt man die verkehrte Richtung des IN-Zeigers. Das entspricht auch der Schreibweise der Summenformel. Wenn das Kirchoffsche Gesetz allgemein geschrieben wird, heißt das Ergebnis aber "Null". Das sieht dann wie folgt aus:
Für experimentierfreudige Rechenfans gibt es hier ein MS_Excel-Sheet für Neutralleiterstromberechnungen.
Rechnen im Polarkoordinatensystem
Das Zeigerdiagramm für unsymmetrische Belastung sieht ZB auch so aus, weil die Reihenfolge in der die Zeiger addiert werden, keine Rolle spielt:
Die Berechnung der Zeiger und ihrer Polarkoordinaten:
Aus der Summe der einzelnen Koordinaten die Länge des Zeigers für den Neutralleiterstrom:
Berechnungen
Dreileiternetz
Hier fehlt die Ausgleichsfunktion des Neutralleiters. Deshalb muss sich bei Unsymmetrie die Spannung ungleich aufteilen. Das kann böse enden.