Referat Grundsätzliches über Richtungs- und Vorzeichenregeln in der Elektrotechnik, Zählpfeilsysteme

Physikalische Richtungen: Das sind die Richtungen der vektoriellen Feldgrößen, z.B. der elektrischen und magnetischen Feldstärke und der Stromdichte. Den daraus abgeleiteten Skalargrößen, z.B. Spannung, Fluß, Flußdichte und Stromstärke, ordnet man dieselben Richtungen zu.

Zählrichtungen: Das sind willkürlich festgelegte Richtungen, wodurch z.B. bei Netzwerken den elektrischen Größen in der Rechnung ein Vorzeichen zugeordnet wird.

Durch Anwendung von Richtungsregeln wird man von einigen sonst notwendigen gedanklichen Überlegungen stark entlastet. Es ist daher zweckmäßig, Richtungsregeln anzuwenden.

Als Richtung des elektrischen Stromes gilt die Bewegungsrichtung positiver Ladungen, also die der Bewegungsrichtung negativer Ladungen (Elektronen) entgegengesetzte Richtung.

Als positive Richtung der Spannung U gilt die Richtung vom höheren Potential zum niedrigeren Potential. Die Richtung der Elektromotorischen Kraft ist der Richtung der Spannung entgegengesetzt.

Durch die Verwendung eines Bezugspfeiles wird die Richtung der Spannung definiert. Verwendet man keinen Bezugspfeil, so müssen die zwei Punkte unterschiedlichen Potentials benannt werden und die Spannung muß mit einem Doppelindex der vorher definierten Punkte versehen werden.

Betrachet man das Schaltbild, so handelt es sich auf der linken Seite um einen Erzeuger (Generator) und rechts um einen Verbraucher. Es lassen sich grundsätzlich zwei Bezugssysteme festlegen.

das Erzeuger-Zählpfeilsystem (EZS) und

das Verbraucher-Zählpfeilsystem (VZS)

Zeichnung fehlt!

Im Erzeugerpfeilsystem zählt man die abgegebene Leistung positiv, im Verbraucherpfeilsystem hingegen die aufgenommene Leistung. Der Unterschied besteht in der entgegengesetzten Richtung des Strompfeiles. Beide Systeme sind gleichberechtigt. Bei Wechselstrom bedeutet der Stromzählpfeil, daß ein Momentanwert i des Wechselstromes während der positiven Halbwelle in der Richtung des I-Pfeiles, während der negativen Halbwelle in der Gegenrichtung des I-Zählpfeiles fließt.

Prinzipiell können an jedem Zweipol die Bezugspfeile für U und I beliebig gewählt werden. Wenn der Richtungssinn von Stromstärke und Spannug bekannt ist, wird häufig beim Erzeuger das Erzeugerpfeilsystem und beim Verbraucher das Verbraucherpfeilsystem angewendet. Man spricht dann von einem gemischten Pfeilsystem.