Elektrische und magnetische Wechselfelder

Jedes Elektrogerät in unseren Wohnungen, Büros und Arbeitsstätten braucht Strom und erzeugt somit allein schon durch den Anschluss an das Stromnetz ein messbares elektrisches Wechselfeld und bei Stromverbrauch auch ein magnetisches Wechselfeld.

Der bei uns benutzte Wechselstrom hat fast überall eine Frequenz von konstant 50 Hz (Hertz) und historisch bedingt von 60 Hz in Nordamerika.

Einige Eisenbahnen wie die ÖBB, SBB und die Deutsche Bahn nutzen für ihre Bahnstromversorgung eine nominale Frequenz von 16,7 Hz

Die elektrischen Felder sind nicht nur an den Geräten und Maschinen messbar, sondern auch an allen Verlängerungs- und Verbindungskabeln, um die Geräte überhaupt mit dem Stromnetz zu verbinden.

Überall, wo elektrische Spannung anliegt, existieren elektrische Wechselfelder also in

• Hochspannungsleitungen zu unseren Häusern,
• in Sicherungskästen und Verteileranlagen,
• in Wandleitungen und Kabeln,
• in allen eingesteckten Geräten, Maschinen und Lampen, etc.,

ganz gleich, ob diese Stromverbraucher laufen oder nicht!

Überall, wo Strom fließt und verbraucht wird (weil eine Arbeit damit erzeugt wird, entstehen zusätzlich magnetische Wechselfelder also

• in allen Freileitungen,
• in Transformatorenstationen und kleinen Gerätetrafos,
• in Bahnstromanlagen,
• in den Hauszuleitungen,
• in den Kabeln zu den laufenden Geräten und in den eingeschalteten Geräten selbst.

Wird der Strom benutzt, um einen Motor anzutreiben oder Wärme zu erzeugen (Eisenbahnzug, Stausauger, Fön, Bohrmaschine, Gebläse oder Ventilator, Waschmaschine oder Trockner, Elektroherd, Aufzug, etc.), dann sind die Magnetfelder verhältnismäßig stark.
Manche Geräte erzeugen sogar absichtlich die Magnetfelder, wie z. B. ein Induktionsherd.

Magnetische und elektrische Wechselfelder wirken durch die meisten Materialien hindurch oder verbreiten sich über Oberflächen. Sie sind umso stärker, je näher man dem Ursprung der Felder ist. Elektrische Wechselfelder suchen immer einen Weg in die Erde, deswegen sind sie in Kabeln ohne Erdungslitze särker auf die Umgebung wirksam als bei Kabeln mit einer separaten Erdunsglitze.

Elektrische Wechselfelder können durch geerdete Materialien eingehaust oder auch abgeschirmt werden.

Magnetische Wechselfelder lassen sich nur mit MU-Metall abschirmen und selbst das funktioniert meist nicht zufriedenstellend.

Zunehmend finden sich starke elektrische und magnetische Wechselfelder auch in Elektrofahrzeugen. Dort sind sie eher unvermeidbar, weil die meisten Elektrofahrzeuge mit Synchronmotoren angetrieben werden.

Welche baubiologischen Folgen sich daraus ergeben, ist noch weitgehend unerforscht.

Synchronmotoren bei Elektro-Fahrzeugen

Dreiphasen-Synchronmotoren sind besonders interessant für den Einsatz in der Elektromobilität. Sie können vergleichsweise kompakt gebaut werden und kommen ohne verschleißanfällige Schleifkontakte aus. Deshalb verfügen sie über lange Wartungsintervalle.

Sie werden mit Dreh- bzw. Wechselstrom betrieben. Ein sogenannter Dreiphasen-Wechselrichter wandelt den Gleichstrom der Batterien in Wechselstrom um.

Dieses Bauteil kann außerdem aus Drehbewegung Gleichstrom erzeugen. Im Schubbetrieb und beim Bremsen lädt es so die Batterie („Rekuperation“) wieder auf.

Beim Laden kommt der Wechselrichter ebenfalls zum Einsatz. Er wandelt Dreiphasen-Drehstrom mit 400 Volt („Starkstrom“) in Gleichstrom um. Ohne ihn müssten schwere Ladegeräte installiert werden.