Umspannwerk, Joule, Watt und Co.: Rund um das Thema Elektrizität und elektrischen Strom gibt es viele Begriffe. Unsere Top-Energie-Detektive erklären hier die wichtigsten Begriffe zum Strom. Außerdem lest ihr hier, wie der Strom von Kraftwerken in unsere Steckdosen gelangt.
Schon gewusst? Elektrizität können wir in der Natur beobachten. Zum Beispiel sind Blitze während eines Gewitters sehr kurze, gewaltige Übertragungen elektrischer Energie. Oder du erzeugst die Elektrizität selbst: Probiere mit einem Lineal an einem Wollpullover zu reiben. Das Lineal wird auf diese Weise elektrisch aufgeladen und du kannst dann damit etwa Papierschnipsel aufheben. Durch das Reiben des Lineals gehen viele kleine, für das Auge unsichtbare Teilchen von der Wolle auf das Lineal über, die „elektrisch“ geladen sind. Diese kleinen Teilchen sind negativ geladen und heißen Elektronen. Wenn zu viele davon an einer Stelle sind, haben sie das Bedürfnis sich wieder zu verteilen. Wenn sich die Elektronen dafür von einem Ort zum anderen bewegen, entsteht Strom. Diese elektrische Energie kann zum Beispiel für den Betrieb von Geräten oder Motoren verwendet werden.
Wie kommt der Strom in der Steckdose?
Die Steckdosen in unseren Wohnräumen sind mit dem Stromnetz verbunden. Der Strom, der bei uns aus der Steckdose kommt, wird in einem Kraftwerk erzeugt. Ein Kraftwerk kannst du mit einem Dynamo an deinem Fahrrad vergleichen. Wenn du fest in die Pedale trittst – das heißt, wenn du Kraft aufwendest – wird Bewegungsenergie in elektrische Energie umgewandelt und das Licht an deinem Fahrrad leuchtet. In einem Wasserkraftwerk wird zum Beispiel mit Wasser ein Schaufelrad, die sogenannte Turbine, angetrieben. Diese Energie aus dem Wasser wird dann in elektrische Energie umgewandelt.
Vom Kraftwerk wird der Strom über Hochspannungsleitungen transportiert. Über Umspannwerke und Trafostationen wird der Strom dann an jene Orte verteilt, wo er genutzt wird. Auch zu dir nach Hause. Du hast sicher schon die Strommasten gesehen, zwischen denen die Leitungen gespannt sind. Bevor der Strom dann zu den Steckdosen geleitet wird, und du ihn nutzen kannst, wird die hohe Spannung in den Trafostationen wieder kleiner gemacht. Jetzt kannst du das Licht aufdrehen, Musik hören oder am Herd dein Mittagessen wärmen. Aber gib acht: Der Strom aus der Steckdose ist lebensgefährlich. Du darfst keinesfalls in die Steckdose hineingreifen oder Dinge in die Steckdose stecken!
Wie wird Energie gemessen?
Eine bestimmte Menge Energie wird als Joule (gesprochen = „dschul“) oder Kalorie bezeichnet. Joule und Kalorien sind die Einheiten, in denen Energie gemessen wird. Ähnlich wie das Kilogramm für das Gewicht. Ein Joule Energie benötigst du zum Beispiel, um einen Stein mit einem Kilogramm zehn Zentimeter in die Höhe zu heben.
Das Wort Joule oder Kalorie hast du sicher schon im Zusammenhang mit Lebensmitteln gehört. Es wird häufig verwendet, um anzugeben, wie viel Energie in Nahrungsmitteln enthalten ist. Stell dir ein riesiges Stück Torte mit viel Schlagobers vor: Eine echte „Kalorienbombe“ – dieses Wort ist dir sicher bekannt.
Watt und Kilowattstunden
Im Zusammenhang mit Energie wird auch der Begriff Watt oft verwendet. Watt gibt an, wie viel Energie (also Joule) pro Sekunde verbraucht wird, um etwas zu tun. Zum Beispiel kannst du in Watt angeben, wie viel Energie deine Taschenlampe pro Sekunde aus der Batterie benötigt oder wie viel Strom deine Playstation pro Sekunde braucht. Zum Beispiel wird Watt auch bei Lampen verwendet: Da wird angegeben, wie viel Energie eine Lampe verbraucht, um Licht zu erzeugen.
Möchtest du berechnen, wie hoch der Energieverbrauch beim Playstation-Spielen war? Dann musst du die Joule oder Watt pro Sekunde mit der Zeit multiplizieren, in der du gespielt hast. Dieser Energieverbrauch wird als Wattstunden bezeichnet. Soll ein größerer Energieverbrauch ausgedrückt werden, dann sprechen wir von Kilowattstunden: 1.000 Wattstunden (Wh) sind eine Kilowattstunde. Die Abkürzung für Kilowattstunden lautet kWh. Eine 10 Watt LED-Lampe, die zehn Stunden lang brennt, verbraucht 100 Wh (10x10) oder 0,1 kWh (100 geteilt durch 1.000).
| Veranstaltungsgruppe: Kinder-Uni-Video
Die Technische Universität Braunschweig zeigt neugierigen Kindern auch Zuhause die Welt der Wissenschaft. In den nächsten Wochen werden Videos von ausgewählten Kinder-Uni-Vorlesungen veröffentlicht. In zwei Vorlesungen zu einem Oberthema pro Woche erklären Professorinnen und Professoren der TU Braunschweig spannende Phänomene.
Das Video unter www.tu-braunschweig.de/kinderuni
Spannende Versuche zeigen, wie die elektrische Leistung vom Kraftwerk in die Steckdose gelangt. Dabei erklären wir die elektrischen Größen Strom, Spannung, Leistung und Energie. Wir zeigen die verschiedenen Arten der Erzeugung elektrischer Energie – konventionell und mit erneuerbaren Energien und die Gefahren der Elektrizität.
Referent*in
Prof. Dr. Bernd Engel, Institut für Hochspannungstechnik und Elektrische Energieanlagen
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Zielgruppe: Kinder/Familien, Schüler*innen
Themen: Allgemein und fachübergreifend
Nicht jeder weiß, wie der Strom eigentlich in die Steckdose kommt. Strom ist aus unserem Alltag jedoch nicht mehr wegzudenken. Wir erklären Ihnen, wie Strom entsteht und welchen Weg er bis zu Ihnen nach Hause nimmt.
In Deutschland besteht das Strom-Netz aus rund 1,6 Millionen Kilometern. Unser Strom wird am Land, auf dem Wasser und auch im Ausland produziert und teilweise quer durchs Land befördert.
- Der meiste Strom wird in Kohle- oder Atomkraftwerken produziert. Aber auch in Wasserkraftwerken, Windkraftanlagen und Biogasanlagen wird Strom erzeugt. Solarenergie ist in Deutschland häufiger im privaten Gebrauch zu sehen.
- Im Jahr 2021 wurden fast 30 Prozent weniger Strom aus Windkraft gewonnen, wie das Statistische Bundesamt verkündet. Das erste Quartal 2021 war sehr windarm. Dänemark konnte seinen Energiebedarf in der Vergangenheit bereits komplett durch Windenergie decken.
- Die restlichen Prozente stammen aus Braunkohle (16,2 Prozent), Kernenergie (11,3 Prozent), Steinkohle (7,5 Prozent) und Erdgas (16,1 Prozent). Von den erneuerbaren Energien stammt ein Großteil aus Windkraft (23,7 Prozent), Wasserkraft (3,3 Prozent), Biomasse (7,8 Prozent), Photovoltaik (9 Prozent) und Hausmüll (3 Prozent).
Wie der Strom in die Steckdose kommt ist einfach erklärt.imago images / McPHOTO/Pilsak
Der Strom wird vom Ort der Erzeugung mit 220.000 oder 380.000 Volt über die Hochspannungsleitungen auf die Reise geschickt. Durch die hohe Spannung geht möglichst wenig Strom verloren.
- Über Umspannwerke wird der Strom mit nur noch 110.000 Volt weitergeleitet. Eisenbahnen und große Industrien erhalten Ihren Strom teilweise mit dieser Spannung.
- Für kleinere Industrien sowie fürs Gewerbe wird eine Spannung von 10.000 oder 20.000 Volt genutzt. Hierfür muss der Strom wieder über eine Umspannwerk fließen.
- In die Haushalte gelangt der Strom unterirdisch vom Umspannwerk in kleine Trafohäuschen. Von hier aus laufen mehrere Leitungen zu verschiedenen Verteilerkästen. Auch diese haben Sie bestimmt schon einmal gesehen.
- Vom Verteilerkasten ist der Weg oft nicht mehr Weit zu Ihrem Haus. Da die Kabel unterirdisch verlaufen, kommt der Strom auch meist im Keller an. Hier finden Sie zusätzlich einen Zähler, damit Sie wissen, wie viel Strom Sie verbrauchen.
Der FOCUS Online-Partner remind.me senkt ihre Stromrechnung drastisch und übernimmt sogar den Vertragswechsel für Sie
(Tipp ursprünglich verfasst von: Tim Aschermann)