Richtungssinn (Elektrotechnik)

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Begründung: "Richtungssinn" ist ein Begriff aus der Vektorrechnung - er gibt an, in welche Richtung ein Vektorpfeil entlang der Achse zeigt. Im Zusammenhang mit Skalaren ergibt die Verwendung keinen Sinn. Ein Artikel "Vorzeichenkonventionen skalarer Größen in der Elektrotechnik" wäre überflüssig, da man diese Konventionen in den Einzelartikeln suchen würde. --Dogbert66 (Diskussion) 10:44, 24. Jul. 2017 (CEST)

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Richtungssinn ist in der Elektrotechnik die konventionelle (positive) Richtung einer skalaren Größe, z. B. der elektrischen Stromstärke, der elektrischen Spannung oder des magnetischen Flusses (allgemein: Integralgrößen des elektromagnetischen Feldes). Die in Schaltplänen erscheinenden Zählpfeile haben den Richtungssinn der Größe, wenn ihr Wert positiv ist. Der Richtungssinn einer skalaren Größe ist nicht mit der Richtung eines Vektors zu verwechseln.

Anders als bei einem durch ein Rohr geführten Flüssigkeitsstrom (gemessen in m${\displaystyle ^{3}}$/s), dessen Richtungssinn (im Rohr hin oder her, nicht vektoriell im Raum) sich unmittelbar als Strömungsrichtung der Masseteilchen zeigt, ist der Richtungssinn skalarer elektrischer oder magnetischer Größen durch technische Konventionen festgelegt. Es gilt folgende größenübergreifende Definition: Der Richtungssinn einer skalaren Größe steht, wenn diese (wie die hier behandelten) aus einem Linienintegral oder Flächenintegral eines Vektorfeldes hergeleitet wurde, für die Orientierung, in welcher der Pfad bzw. die Fläche abgelaufen wird, falls sich das Integral positiv ergibt. Im Falle eines negativen Werts verläuft der Richtungssinn entgegengesetzt.

Andere in der Literatur verwendete Bezeichnungen für Richtungssinn sind: konventionelle (positive) Richtung, technische Richtung, technischer Richtungssinn, physikalische Richtung oder einfach Richtung.

Definitionen des Richtungssinns einiger skalarer Integralgrößen der Elektrotechnik

Größe	Symbol	SI-Einheit	Anwendungsort und Richtungsdefinition
Elektrische Stromstärke	${\displaystyle i}$	A	In einer Leiterquerschnittsfläche: in Bewegungsrichtung positiver Ladungsträger, bei Strömung negativer Ladungsträger in der Gegenrichtung. Gleichbedeutend: in Richtung der Flächenorientierung bei positivem Fluss der elektrischen Stromdichte ${\displaystyle {\vec {S}}}$, entgegengesetzt bei negativem Fluss.
Elektrische Spannung	${\displaystyle u}$	V	Zwischen zwei Punkten: von Punkt 1 nach Punkt 2, wenn das elektrische Feld am Träger einer von 1 nach 2 geführten positiven Ladung mechanische Arbeit verrichtet (die dem Feld entzogen wird); in der Gegenrichtung, wenn zur Führung des Trägers mechanische Arbeit erforderlich ist (die im Feld gespeichert wird). Gleichbedeutend: in Richtung der Pfadorientierung bei positivem Linienintegral der elektrischen Feldstärke ${\displaystyle {\vec {E}}}$, bei negativem Wert entgegengesetzt. Bei Schaltelementen: vom Plus- zum Minuspol.
Elektrischer Fluss	${\displaystyle {\mathit {\psi }}}$	C	Durch eine Fläche: in Richtung der Flächenorientierung bei positivem Fluss der elektrischen Flussdichte ${\displaystyle {\vec {D}}}$, entgegengesetzt bei negativem Fluss.
Magnetischer Fluss	${\displaystyle {\mathit {\phi }}}$	Wb	Durch eine Fläche: in Richtung der Flächenorientierung bei positivem Fluss der magnetischen Flussdichte ${\displaystyle {\vec {B}}}$, entgegengesetzt bei negativem Fluss.
Magnetische Spannung	${\displaystyle {\mathit {v}}}$	A	Zwischen zwei Punkten: in Richtung der Pfadorientierung bei positivem Linienintegral der magnetischen Feldstärke ${\displaystyle {\vec {H}}}$, bei negativem Wert entgegengesetzt.

Pfeile in Schaltplänen oder Skizzen geben im Allgemeinen nicht den Richtungssinn, sondern den Bezugssinn der Größe an. Die Richtung des Bezugspfeils^[1] ist frei wählbar. Bei positivem zum Bezugspfeil gehörigen Größenwert stimmt der Richtungssinn der Größe mit der gewählten Richtung des Bezugspfeils überein. Bei negativem Größenwert verläuft der Richtungssinn dem Bezugspfeil entgegen.

Wenn ein Strommesser, der positve und negative Werte anzeigen kann, positiv ausschlägt, verläuft der Richtungssinn des gemessenen Stromes von der Plus- zur Minusklemme des Instruments, bei negativem Messwert von der Minus- zur Plusklemme. Das Wirkprinzip des Instruments beachtet die oben erläuterte Konvention zum Richtungssinn des elektrischen Stromes. Der frei wählbaren Richtung des Strom-Bezugssinns im Rechenmodell entspricht die frei wählbare Polung des stromführenden Leiters bei der Messung.

1. Die Bezeichnung Richtungssinn verleitet zur Verwechslungen mit der Richtung von Vektoren. Die hier behandelten skalaren Größen haben keine Richtung in diesem Sinne. Der Richtungssinn ist an eine Linie gebunden, womit nur die zwei Möglichkeiten "Hin" oder "Her" verbleiben (siehe auch Zählpfeilsysteme).
2. K. Lunze (s. Literatur) behandelt den Begriff Richtungssinn größenübergreifend für alle in Frage kommenden skalaren Integralgrößen der Elektrotechnik ganz am Beginn seines Lehrbuchs.

• W.-E. Büttner: Grundlager der Elektrotechnik 1, Oldenbourg-Verlag 2011, 3. Aufl., Abschn. 2.3 und 2.7
• G. Flegel, K. Birnstiel, W. Nerreter: Elektrotechnik für Maschinenbauer und Mechatroniker, Hanser-Verlag 2004, 8. Aufl., Abschn. 1.1.4 und 1.2.3
• G. Hagmann: Grundlagen der Elektrotechnik. AULA-Verlag 2013, 16. Aufl., Abschn. 2.1.3 und 2.1.6
• H. Lindner, H. Brauer, C. Lehmann: Taschenbuch der Elektrotechnik und Elektronik. Hanser-Verlag 2007, ISBN 978-3-446-41458-7 (Leseprobe).
• K. Lunze: Einführung in die Elektrotechnik. Hüthig-Verlag 1988, 12. Aufl., Abschn. 0.4
• W. Nerreter: Grundlagen der Elektrotechnik. Hanser-Verlag, 2011, ISBN 978-3-446-42385-5 (Leseprobe)
• R. Ose: Elektrotechnik für Ingeneure, Hanser-Verlag 2008. 4. Aufl., Abschn. 1.2
• A. Prechtl: Vorlesungen über die Grundlagen der Elektrotechnik - Band 1. Springer-Verlag 1994, Abschn. 6.2 und 6.3

1. ↑ DIN EN 60375:2004-04: Vereinbarungen für Stromkreise und magnetische Kreise (IEC 60375:2003); Deutsche Fassung EN 60375:2003