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Auf einem Aluminiumboot
ist es sinnvoll, die gesamte Elektrik "massefrei"
zu verlegen.
Was
ist "massefrei" ?
Der Minuspol der Batterie hat (im Idealfall) keinerlei
Verbindung mit dem Metallrumpf.
D.h., der Isolationswiderstand zwischen Minuspol und
Metallrumpf ist (im Idealfall) unendlich groß.l
Ein Amperemeter vom Pluspol der Batterie zum Metallrumpf
geschaltet, zeigt (im Idealfall) Null Ampere Leck-Strom
an.
Leider ist der Idealfall nicht erreichbar: Feuchtigkeit
und/oder schlechte Isolierung senken den Isolationswiderstand
auf einen endlichen Wert ab.
Daher ist der o.g. Leck-Strom
nicht Null, sondern bewegt sich im Bereich von einigen
Mikroampere (Millionstel-Ampere).
Der Isolationswiderstand
ergibt sich dann aus der Division "Batteriespannung
/ Leck-Strom".
Auch teure Anzeigegeräte messen nichts anderes
als den Leck-Strom oder den Isolationswiderstand.
Warum
"massefrei" ?
Jeder Verbraucher (z.B. eine Lampe) ist über ein
Plus- und ein Minuskabel mit der Batterie verbunden.
Jedes Kabel kann auf vielfache Weise (Durchscheuern,
Einklemmen,Feuchtigkeitsbrücke usw.) einen mehr
oder weniger leitenden, ungewollten Kontakt zum Metallrumpf
haben. Ich nenne das im Folgenden "Kurzschluss".
Wenn ein Kurzschluss zwischen Minuskabel und Metallrumpf
auftritt, hat das zunächst keine Folgen:
Weil der Pluspol nicht mit dem Metallrumpf verbunden
ist, kann auch kein Strom fließen.
Wenn ein Kurzschluss
zwischen Pluskabel und Metallrumpf auftritt, gibt es
2 Möglichkeiten:
a) nicht massefreie Installation:
Der Pluspol ist jetzt über den Kurzschluss und
den Rumpf mit dem Minuspol der Batterie verbunden.
Es fließt ein Strom über den Rumpf, der längs
des Rumpfes einen Potentialunterschied erzeugt.
Ein Potentialunterschied längs des Rumpfes kann
zu Elektrolyseschäden führen.
b)
massefreie Installation:
Der Pluspol ist zwar über den Kurzschluss mit dem
Metallrumpf verbunden, ein Strom kann aber nicht fließen,
weil keine Verbindung zum Minuspol besteht.
Die Montage der
Maschine macht zunächst einen Strich durch die
massefreie Installation:
Die Maschine hat nämlich in der Regel mehr oder
weniger guten Kontakt zum Rumpf.
Und der Anlasser-Motor ebenso wie das Anlasser-Relais
sind mit ihrem Minuspol direkt mit dem Motorblock verbunden.
Um also starten zu können, muss der Minuspol der
Batterie mit dem Motorblock und damit mit dem Minuspol
von Anlasser und Startrelais verbunden werden. Und damit
ist der Minuspol ungewollt auch mit dem Metallrumpf
verbunden.
Das Masse-Relais
löst dieses Problem:
Der Motorblock ebenso wie der Metallrumpf ist nur kurz
während des Startvorgangs mit dem Minuspol der
Batterie verbunden.
Aber halt!
Damit Masse-Relais und Anlasser-Relais vom Starter-Taster
aktiviert werden können, müssen beide mit
einem Bein am Minuspol und mit dem anderen Bein am Pluspol
hängen. Und das ergibt ein neues Problem.
Betrachten Sie das Schaltbild:
Beim Drücken
des Starter-Tasters zieht das Masse-Relais an und verbindet
den Motorblock mit dem Minuspol.
Dadurch kann gleichzeitig auch das Anlasser-Relais anziehen
und den Anlasser mit Plus verbinden.
Über
das Masse-Relais und das Anlasser-Relais ist der Minuspol
mit dem Motorblock und damit mit dem Metallrumpf verbunden!
Die eingezeichnete Trenndiode
sorgt nun dafür, das im o.g. Kurzschluss-Szenario
der Stromfluss von Plus nach Minus verhindert wird.
Die Diode im Bild läßt Strom von links nach
rechts (Starterstrom), aber nicht von rechts nach links
(Kurzschlusstrom) durch.
Die Trenndiode muß
(wie im Bild) so geschaltet sein, dass sie mit der Kathode
am Anlasser-Relais liegt.
Und sie muss so dimensioniert sein, dass sie den Schaltstrom
des Anlasser-Relais verkraftet.
Der liegt in der Größenordnung von ca. 5
Ampere (messen!).
Was
ist ein Relais ?
Ein Relais besteht aus einer Spule und einem Schaltkontakt
(-Paar).
Wenn die Spule von einem (relativ schwachen) Strom durchflossen
wird, wird sie magnetisch und kann mit Hilfe ihrer magnetischen
Anziehung den Schaltkontakt (Arbeitskontakt) schließen.
Der Strom über den Schaltkontakt kann in der Regel
um ein Vielfaches höher sein als der Strom durch
die Spule:
Das Anlasser-Relais schaltet mit relativ geringem Strom
(dünne Kabel zum Start-Taster, ca. 5 A) einen Anlasser-Strom
in der Größenordnung um 500 A (fingerdicke
Kabel direkt von der Batterie)
wird noch ergänzt...
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