Forhold mellom strøm og spenning

[Liberum]

Jeg lurte på om noen kan forklare meg hvordan dette er.

 

Er det strømmen eller spenningen som gjør at du får vondt når man får støt?

Hva gjør spenningen? Dytter stømmen rundt?

Hva er strømmen?

 

[iNeo]

Strømmen.

 

Strøm = ampere

Spenning = volt

Resistans/motstand = ohm

Effekt = Watt.

 

 

Er litt rusten på hvordan jeg kan forklare hvordan disse har effekt på hverandre, prøvde å google rundt etter en illustrasjon med en vannkran, trykk, mengde og motstand, men fant ingen ting.

Endret 16. desember 2008 av iNeo

[TheYid]

Strømmen er elektroner i bevegelse. Spenningen dytter elektronene rundt, ja. Uten spenning, ingen strøm.

[Liberum]

Så hvis det er mye spenning men nesten ikke noe strøm vil du ikke få vondt hvis du tar på strømmen?

Eller er det omvendt?

[perpyro]

Jo det vil du for i det øyeblikket du tar i kablene slutter du kretsen og så vil strømmen blandt annet velge deg.

Lite strøm er ikke noe du bare setter ned, den bestemmes av lasta man kobler til og kobler du deg selv til bestemmes strømmen av spenningen og resistansen i kroppen din.

Du har hverken capasitive eller induktive egenskaper så selv om vi snakker om vekselspenning så er det resistansen i lag med spenningen som bestemmer hvor mye strøm det går gjennom deg.

 

Til sammenligning kan du se for deg et vannrør med et visst vanntrykk inni.

Trykket = spenningen.

Vannmengden = strømmen.

Ventilen = Lasta.

 

Når du nå åpner ventilen i enden av røret vil vannet strømme ut.

Avhengig av trykket og åpningen på ventilen bestemmer vannmengden som kommer ut.

En stor åpning med lite trykk vil gi mye vann, noe en liten åpning med mye trykk også vil gjøre.

 

Håper dette gjør det litt mere forståelig og som med vanneksemplet så er det faktisk andre faktorer også som bestemmer men dette var det grunnleggende.

Endret 16. desember 2008 av perpyro

[rvenes]

Hmmm, mange samenligner det med ein vannslange.

 

Har du ein tynn vannslange, må du ha større trykk for å få igjennom like masse vann på samme tid.

På samme måten, har du høg spenning, trenger du ikkje så stor "ledning" for å transportere like masse straum.

 

vanntrykket = spenning

 

Det er derfor høgspentlinjene nettopp er høgspent, for å sleppe å legge så tjukk kabel.

 

Dårlig forklart, men sånn er det.

[Daniel]

Det er derfor høgspentlinjene nettopp er høgspent, for å sleppe å legge så tjukk kabel.

Høy spenning og svak strøm gir også mindre effekttap.

[Liberum]

Takk for svar!

 

Ble litt klokere nå

[ChrML]

Det er derfor høgspentlinjene nettopp er høgspent, for å sleppe å legge så tjukk kabel.

Høy spenning og svak strøm gir også mindre effekttap.

Det fordi det er pga strømmen man får spenningsfall, ikke pga spenningen. Og effekt er jo strøm ganger spenning, altså man kan ha like mye effekt i mye spenning og lite strøm som i lite spenning og mye strøm.

 

Altså ved å gå opp i spenningen, kan man kjøre mindre strøm for å få samme effekt til husstandene som bruker strømmen, og man får mindre effekttap i ledningene fra kraftverket og bort.

Endret 17. desember 2008 av ChrML

[Zeph]

Utan ein slutta krets kan du heller ikkje få straum. Å sitje på ei høgspentlinje kan difor gå bra så lenge du ikkje er nærme nok andre faser, bakke, mast eller liknande til at det slår over. Difor kan fuglane sitje der ganske fredeleg, det er ikkje ein slutta krets. For å slutte kretsen må du kome mellom to faser eller mellom fase og jord. Men du kan som sagt slutte kretsen utan å ha direkte kontakt, så eg vil ikkje anbefale å prøve dette.

[ChrML]

Utan ein slutta krets kan du heller ikkje få straum. Å sitje på ei høgspentlinje kan difor gå bra så lenge du ikkje er nærme nok andre faser, bakke, mast eller liknande til at det slår over. Difor kan fuglane sitje der ganske fredeleg, det er ikkje ein slutta krets. For å slutte kretsen må du kome mellom to faser eller mellom fase og jord. Men du kan som sagt slutte kretsen utan å ha direkte kontakt, så eg vil ikkje anbefale å prøve dette.

Har faktisk skjedd at store fugler med store vingespenn har klart å rørt ved begge fasene og fått strøm gjennom seg. Ikke veldig overraskende så døde de på stedet .

 

På høyspennten kjører man ofte rundt 22 kV i spenning, altså 22 000 Volt. Dette er nok til å slå over noen cm, akkurat hvor mye som skal til avhenger av alt, luftfuktighet, hvor forurenset luften er, formen på det som er nærmest der det kan slå over, osv...

 

På skolen hadde vi en transformator fra 230V til 4 kV, som vi av en eller annen syk grunn fikk lov til å leke med (er jo livsfarlig , hadde jo svidd istykker de som kommer borti). Disse ble koblet opp mot to elektroder som sto opp fra pulten som sto ca 2 cm fra hverandre. Når man tok lighteren under elektrodene og tennte på den, så slo det lysbue pga forurensingen fra lighteren som sto å gikk helt til man tok strømmen eller sikringen gikk. En finger hadde nok også vært nok til at det slo over om den kom for nærme og da hadde den vært toast!

 

 

 

On-topic. Her er noen formler:

 

Spenning = Strøm * Resistans

 

Disse kan da selvfølgelig snues til:

 

Strøm = Spenning / Resistans

Resistans = Spenning / Strøm

 

Det er forholdet mellom strøm og spenning . Som sagt tidligere måles strøm i Ampere, spenning i Volt og resistans i Ohm.

 

Så har du formelen for effekt:

Effekt = Strøm * Spenning

 

Effekt måles selvsagt i Watt.

 

 

Så si du har en varmeovn på 1000 W som går på 230V i kontakta. Da sitter det ganske enkelt en tynn tråd i den varmeovnen, ofte inni noe kjeramikk, noe som lager motstand (Resistans). Dette vil da kalles en Resistans. Når det går strøm igjennom denne elektriske motstanden, så lages det varme.

 

Hvis du skal ha 1000W med varme effekt ved 230V gjennom denne motstanden, så kan vi regne ut at det må gå så mye strøm:

 

Strøm = Effekt / Spenning

 

Altså:

1000W / 230V = 4.35A

 

 

Da veit vi at over denne motstanden ligger det 230V, og igjennom den motstanden går det 4.35A. Da kan vi regne ut med første formel hvor stor denne motstanden er:

 

Resistans = Spenning / Strøm

 

Altså:

230V / 4.35A = 52,88 Ohm

 

Om vi hadde økt denne motstanden, fex ved å gjøre den tynne tynne ledningen som utgjør denne motstanden lengre eller tynnere, så ville det gått mindre strøm igjennom, og man får mindre effekt totalt (spenningen i kontakta forandrer seg ikke).

 

Om vi hadde senket denne motsanden, fex ved å gjøre den tynne ledningen kortere eller tjukkere, så hadde strømmen økt, og da sier formelen Effekt = Strøm * Spenning at effekten også øker.

 

 

 

Så enkelt er det

[Th0mas]

Kan også nevne at ikke alle ledere følger Ohms lov, slik at forholdet strøm = spenning/motstand ikke alltid stemmer, men kobber følger formelen2. Dessuten forandres motstanden med temperatur, så i f.eks en glødetråd vil resistansen øke ettersom tråden varmes opp. Og ang. høyspentledninger så har de vel gjerne høyere spenning enn 22kV? Noen hundre tusen er nok mer nøyaktig, men det reduseres selvfølgelig kraftig der strømmen skal fordeles lokalt. Det er kanskje det du tenker på.

[olefiver]

Ang spenning i høyspentkabler.

I følge wikipedia:

Sentralnettet er hovedpulsåren til strømforsyningen. Sentralnettet går over hele landet og har en spenning på 132kV til 420kV

(...)

Regionelnettet eller hovedfordelingsnettet fordeler energien i store områder, for eksempel i fylkene. I overgangen fra sentralnettet transformeres spenningen ned til mellom 22kV og 132kV, 66kV og 132kV er ofte benyttet i denne sammenheng.

(...)

Lokalt fordeles energien til forbrukere over fordelingsnettet eller distribusjonsnettet, og spenningen her er satt ned til 22kV eller 11kV, men dette kan variere etter behovet.

[ChrML]

Kan også nevne at ikke alle ledere følger Ohms lov, slik at forholdet strøm = spenning/motstand ikke alltid stemmer, men kobber følger formelen2. Dessuten forandres motstanden med temperatur, så i f.eks en glødetråd vil resistansen øke ettersom tråden varmes opp. Og ang. høyspentledninger så har de vel gjerne høyere spenning enn 22kV? Noen hundre tusen er nok mer nøyaktig, men det reduseres selvfølgelig kraftig der strømmen skal fordeles lokalt. Det er kanskje det du tenker på.

Har aldri hørt noe om at Ohms lov ikke gjelder alle ledere. Du tenker kanskje på Ohms lov for vekselstrøm? Spenning = Strøm * Impedans.

 

Når spenningen varierer, fex som den gjør hele tiden med vekselstrøm, så blir det mer riktig å regne på impedans, siden motstanden ikke kun er den resitive motstanden som er i lederen, men også motstand som følge av magnetfelter som oppstår og brytes ned rundt lederene. Denne motstanden vil variere med frekvensen på spenningen. Dette forårsaker også en faseforskyvning mellom strømmen og spenningen.

 

Dette fordi magnetfeltet rundt lederene i stigende flanke må bygges opp, og da genereres det litt ekstra motstand i kretsen pga det. Så når spenningen er på vei nedover igjen, så bryter magnetfeltet ned igjen, og da induserer det litt ekstra strøm i lederene, altså det blir negativ motstand på en måte. Resultatet av det er at strømmen vil henge litt etter spenningen hele tiden. Det kan enkelt sees om man måler spenning og strøm på to kurver og setter de over hverandre.

 

Men ser vi bortifra det med vekslende strøm og impedanse, så vil Spenning alltid være Strøm * Resistans, uansett materiale. Leder materialene strøm dårligere får vi mer resistans, kjøler vi superledere ned til nesten det absolutte nullpunkt så får vi en leder med 0 resistans.

 

 

 

Og angående høyspennt så blir det brukt høyere spenning fra hovedårene fordi der skal det transporteres mer energi, og da må vi øke spenningen mer for å slippe å kjøre så mye strøm over der så vi får varmetap eller ledningsevnen blir for dårlig. Inn på lokale trafoer rundt i byer og sånnt så ligger det vanligvis 22 kV, men kan også være andre spenninger, som kommer fra større fordelinger som har større spenning inn. Jo høyere spenning man kjører på en kabel, jo bedre må den være isolert for at strøm ikke skal stikke av til jord eller i den som måtte ta på den.

Endret 18. desember 2008 av ChrML

[ManagHead]

Hvis du prøver å ta på en høyspentlinje vil du få en liten overraskelse Selv om du ikke kortslutter 2 ledere eller noe. Husk at ved så høye spenninger vil det rett og slett være en del ladningsforskjell mellom deg og en av lederne, som gjør at noe av ladningen hopper over (=du får støt).

 

Ohms lov er veldig kjent fordi den gir greie regnestykker. Men det kan være en grov forenkling (gir riktig svar bare på ideelle kretselementer, og, kanskje ikke overraskende, det er få reelle saker som følger ideelle lover). Når det er sagt, kan du likevel bruke den på mange ting som oppfører seg tilnærmet ideelt og likevel få riktig (nok) svar. Men har du f.eks. spoler eller kondensatorer i systemet, må du fram med andre skyts for å beskrive strømmen og spenninga i kretsen.

[Thorsen]

På skolen hadde vi en transformator fra 230V til 4 kV, som vi av en eller annen syk grunn fikk lov til å leke med (er jo livsfarlig , hadde jo svidd istykker de som kommer borti). Disse ble koblet opp mot to elektroder som sto opp fra pulten som sto ca 2 cm fra hverandre. Når man tok lighteren under elektrodene og tennte på den, så slo det lysbue pga forurensingen fra lighteren som sto å gikk helt til man tok strømmen eller sikringen gikk. En finger hadde nok også vært nok til at det slo over om den kom for nærme og da hadde den vært toast!

 

Om det er livsfarlig kan vel diskuteres. Spenningen er høy, men andelen strøm som transformatoren kan overføre på denne spenningen er (for denne transformatoren) er heller liten. Behandlet med forsiktighet er den innretningen der faktisk sikrere enn å koble på et vanlig 230V anlegg i hus uten å skru av strømmen.

[ChrML]

Hvis du prøver å ta på en høyspentlinje vil du få en liten overraskelse Selv om du ikke kortslutter 2 ledere eller noe. Husk at ved så høye spenninger vil det rett og slett være en del ladningsforskjell mellom deg og en av lederne, som gjør at noe av ladningen hopper over (=du får støt).

Yep, såkallt kondensatoreffekten. Alle ting kan holde på høy eller lav spenning (for mange eller fravær av elektroner). Dette kjennes godt i dagliglivet som statisk elektrisitet. En spenning er jo bare en forskjell på hvor mange elektroner det er på et sted i forhold til et annet sted, er det noe forskjell, så vil elektronene prøve å flytte seg fra der det er flest til der det er færrest for å utjevne seg. Hvor vanskelig det er kommer an på hvor godt det som er imellom leder.

 

Når man megger en kobberskinne for eksempel, som selvsagt er brutt og isolert i begge ender. Megge vil si å koble på 0V på en skinne og fex 500V på en annen skinne for å måle om det er noe kortslutning/lekkasje mellom de. Selv leenge etter meggingen er ferdig så kan du ta på begge de skinnene og du vil få en overaskelse. Fordi den ene skinnen er overladet og kobberet holder på elektronene (spenningen) fordi den har ingen vei å gå, og når du legger hånda på begge, så går strømmen via deg når den prøver å utjevne seg.

 

Samme skjer på høyspenntlinjer. Hadde det vært likespenning og du hadde tatt på en uten å slutte noen forbindelse til jord eller annen fase, så hadde du bare kjent et støt og så hadde du vært utjevnet med spenningsnivået på den strømlinja. Men ettersom det er vekselspenning (spenningen går fra minus mange kilovolt til pluss mange kilovolt femti ganger i sekundet) og det er såpass høy spenning, så vil du faktisk bli overladet og underladet så ofte med elektroner, og så mye elektroner pga spenningen, at man vil kjenne det som strøm, kun pga kondensatoreffekten, altså kroppens evne til å holde på ladning.

 

Står du på et gulv med sko som isolerer greit, ikke i nærheten av noen ledende deler og holder på en fase fra stikk kontakta så vil du ikke kjenne noe strøm, fordi kondensatoreffekten ikke blir så stor i kroppen når det bare er 230/400V kroppen skal lade seg opp og ut med. Såfort du kommer i kontakt med jord eller den andre fasen, så vil det gå strøm gjennom deg.

[ChrML]

På skolen hadde vi en transformator fra 230V til 4 kV, som vi av en eller annen syk grunn fikk lov til å leke med (er jo livsfarlig , hadde jo svidd istykker de som kommer borti). Disse ble koblet opp mot to elektroder som sto opp fra pulten som sto ca 2 cm fra hverandre. Når man tok lighteren under elektrodene og tennte på den, så slo det lysbue pga forurensingen fra lighteren som sto å gikk helt til man tok strømmen eller sikringen gikk. En finger hadde nok også vært nok til at det slo over om den kom for nærme og da hadde den vært toast!

 

Om det er livsfarlig kan vel diskuteres. Spenningen er høy, men andelen strøm som transformatoren kan overføre på denne spenningen er (for denne transformatoren) er heller liten. Behandlet med forsiktighet er den innretningen der faktisk sikrere enn å koble på et vanlig 230V anlegg i hus uten å skru av strømmen.

Er så lenge siden at jeg husker ikke hvor mye trafoen kunne levere. Men det var ikke en bitteliten trafo som vi finner i neonlys invertere, blitz i kameraer eller stun guns. Hadde det vært det, så kunne jeg vært enig, de leverer rett og slett ikke nok strøm. Her snakker vi om en klump som veier minst 20 kilo som dura høyt når det blei satt spenning på den.

 

Iom at sikringen gikk fra tid til annen når vi dreiv med det, så kan vi trygt si at trafoen brukte over 3.7 kW som er 16A fra nettet. Spenningen ble transformert over 17 ganger opp, som vil si at strømmen går ca 17 ganger ned på sekundærsiden, effektne blir jo det samme (minus tapet). Da ender vi på 0.7-0.8A på sekundærsiden, altså omtrent 20 ganger mer enn det som dreper de fleste mennesker. Nå vil resistansen i kroppen gjøre at vi ikke hadde oppnådd fullt den strømstyrken, men hjertet står bare å dirrer og klarer ikke å bevege seg når strømmen passerer 200 mA ifølge Wikipedia.

 

Altså, trafoen leverer mer enn nok strøm til å ta livet av deg. Dessuten om du får strøm gjennom bare en finger, så er strømmen du får et direkte resultat av spenningen og motstanden i fingeren din. Stiger spenningen 17 ganger, så stiger også strømmen 17 ganger når motstanden er lik. Har også hørt at hudens isolerende evne slutter å funke helt og motstanden synker betraktelig når spenningen overstiger 4-600V.

 

Effekten som blir tilført fingeren din er også en funksjon av strøm og spenning. Du får ikke bare 17 ganger mer strøm, men spenningen er også 17 ganger større, med andre ord, effekten som omgjøres til varme i fingeren din blir enorm! Det tilsvarer nok en skikkelig brannskade, på hele fingeren, ikke bare det ytre.

 

En vanlig 230V/400V installasjon så er det begrenset hvor mye strøm du kan få gjennom deg pga din motstand. Selvfølgelig er det nok til å drepe deg, men da blir du gjerne hengende fast over tid pga at de overdøver nervesignalene dine så du ikke kommer deg løs. Har du tykk hud og er tørr på henda så kan du faktisk stå å ta på 230V-en uten at man syns det er for vondt, mens er du svett og har tynn hud og får et godt tak rundt så går det betydelig mer strøm gjennom deg.

 

Det som gjør det mye farligere å jobbe i en 650A tavle med åpne skinner enn en tilsvarende 63A tavle med åpne skinner er faren for kortslutning. Du kan ta på skinnefelta i begge de tavlene og ikke kjenne forskjell. Men mister du en fastnøkkel mellom skinnene i 650A skinna, så får du en sinnsykt mye større eksplosjon og sveiseflamme ut enn om du kortslutter fex en vanlig 16A. Hvor lav nettimpedansen er fram til punktet det kortslutter, fex hvor lange kabelstrekka er, har også alt å si på hvor stor eksplosjonen blir. Derfor blir folk brannskadd av å jobbe i store tavler.

[Thorsen]

Merk: Jeg skriver behandlet med forsiktighet.

 

Jeg er uenig i at du fremstiller klasseromsdemonstrasjonen som livsfarlig, og læreren som "gal". Er selvfølgelig ikke uening i høyspenning generelt er farlig.

 

Dog at transformatoren var så stor at den tok livet av sikringen hadde jeg ikke fått med meg.

[Th0mas]

Kan også nevne at ikke alle ledere følger Ohms lov, slik at forholdet strøm = spenning/motstand ikke alltid stemmer, men kobber følger formelen2. Dessuten forandres motstanden med temperatur, så i f.eks en glødetråd vil resistansen øke ettersom tråden varmes opp. Og ang. høyspentledninger så har de vel gjerne høyere spenning enn 22kV? Noen hundre tusen er nok mer nøyaktig, men det reduseres selvfølgelig kraftig der strømmen skal fordeles lokalt. Det er kanskje det du tenker på.

Har aldri hørt noe om at Ohms lov ikke gjelder alle ledere. Du tenker kanskje på Ohms lov for vekselstrøm? Spenning = Strøm * Impedans.

 

Jeg var kanskje litt slurvete i innlegget, men diverse gasser (ved ionisering, f.eks ved lynnedslag/katoderør osv.) følger ikke Ohms lov. Halvledere og dioder følger ikke regelen, men de er vel strengt tatt ikke ledere. Dette blir riktignok ganske spesielle tilfeller, og jeg tror alle metaller følger Ohms lov mer eller mindre, hvis man tar hensyn til temperaturforskjeller.