Vielleicht hast du einen Autobesitzer schon einmal stolz sagen hören: Mein Auto hat sehr viel PS! PS steht für Pferdestärke und ist eine Maßeinheit, mit der die Leistung von Maschinen gemessen wird. Auch die Leistung von Autos wird sehr oft in Pferdestärke angegeben. Aber wie viel ist eine Pferdestärke? Und was hat ein Pferd mit einem Auto gemeinsam?

James Watt: der Erfinder der Pferdestärke

Zunächst einmal musst du wissen, dass Pferde für die Menschen früher unersetzbar waren. Im Verkehr zogen Zugpferde große Kutschen und in der Landwirtschaft bewegten Arbeitspferde schwere Pflüge. Auch im Bergbau halfen Pferde – die sogenannten Grubenpferde trieben große Pumpen an, mit denen sie das Wasser aus Bergwerken an die Oberfläche transportierten. Der Ingenieur James Watt entwickelte eine Maschine, die die Arbeit der Grubenpferde durch Maschinenkraft schneller und effektiver erledigen konnte: die Dampfmaschine.

James wollte seine Dampfmaschinen natürlich an viele Bergwerksbesitzer verkaufen. Deshalb erfand er 1783 die Maßeinheit Pferdestärke, um die Leistung von Pferden mit der Leistung seiner Maschine zu vergleichen: Ein Pferd konnte innerhalb von einer Sekunde ein Gewicht von 75 Kilogramm einen Meter ziehen. Diese Leistung definierte Watt als 1 PS, also eine Pferdestärke. Seine Dampfmaschine konnte mit Maschinenkraft viel mehr heben als die Pferde. Der Vergleich überzeugte nicht nur die Bergwerksbesitzer, sondern auch andere Industrielle und Mühlenbauer und James Dampfmaschine wurde sehr erfolgreich.

Starke Motoren mit Pferdestärke

Und wie kam die Pferdestärke ins Auto? Die Maßeinheit wurde nach dem Erfolg der Dampfmaschine auch für andere Maschinen und deren Motoren verwendet. Seitdem es Fahrzeuge wie Autos, Busse oder LKWs gibt, wird ihre Motorleistung in Pferdestärke angegeben. Das kannst du dir so vorstellen: Ein Auto mit 100 PS wird bildlich gesehen von 100 Pferden gezogen. Mit dem Unterschied, dass Pferde nicht 150 km/h schnell rennen können. Ein Auto mit 100 PS kann normalerweise 150 km/h oder sogar noch schneller fahren.

Trotzdem sagt die Leistung von Motoren nicht viel über die Geschwindigkeit eines Fahrzeugs aus. Das glaubst du nicht? Ein starker Traktor hat um die 400 PS, kann aber nicht mehr als 50 km/h fahren. Denn der Motor bewegt eine viel größere Masse und dafür benötigt er viel Pferdestärke. 

Watt statt Pferdestärke

Die Begriffe Watt oder Kilowatt hat du sicherlich auch schon gehört. Watt ist wie die Pferdestärke eine Maßeinheit für Leistung. Seit der Einführung von Watt gilt die Pferdestärke als veraltet und im Gegensatz zur Pferdestärke kannst du die Einheit Watt auf der ganzen Welt verwenden. Trotzdem ist die Angabe von Pferdestärke in der deutschen Automobilindustrie noch sehr gebräuchlich und du wirst Autobesitzer und Autoliebhaber immer wieder über PS reden hören. 

James Watt gilt als Erfinder der Dampfmaschine und der Bezeichnung „Pferdestärke“
James Watt gilt als Erfinder der Dampfmaschine und der Bezeichnung „Pferdestärke“.

 

Beitragsfoto: Adobe Stock // Terri Cage

Du kennst diese Situation bestimmt: Auf dem Weg in den Urlaub fahren deine Eltern etwas zu schnell und auf einmal blitzt es. Eine ziemlich unangenehme Erfahrung. Denn jeder Autofahrer weiß sofort: Ein Blitzer hat erkannt, dass die erlaubte Höchstgeschwindigkeit überschritten wurde und sofort ein Foto des Autos gemacht. Das könnte teuer werden. Doch wie erkennt er, dass man zu schnell gefahren ist? Und welche Arten von Blitzern gibt es?      

Stationär, mobil oder per Laser: die verschiedenen Arten von Blitzern 

Zunächst einmal musst du wissen, dass es nicht nur den einen Blitzer gibt. Über Jahrzehnte hinweg wurden immer neue Blitzgeräte entwickelt. Der wohl bekannteste ist der stationäre Blitzer. Den hast du bestimmt schon einmal in deinem Heimartort gesehen. Dieses Gerät steht immer an einem festen Ort – meist dort, wo häufig Unfälle passieren. Beim mobilen Blitzer ist das ein bisschen anders: Der steht immer an einem anderen Ort. Der Vorteil dabei: Die Autofahrer wissen nicht, wo ein solches Gerät steht. Und genau diese Ungewissheit soll dafür sorgen, dass man immer und überall mit einem mobilen Blitzer rechnen muss und dementsprechend vorsichtig fährt. Den gleichen Vorteil hat auch die Geschwindigkeitsmessung per Laser: Mit einem Gerät, das so ähnlich aussieht wie eine Pistole, erkennen Polizisten ganz genau, wenn man zu schnell fährt. Oft stellen sie sich dabei auf einen Parkplatz an einer gefährlichen Straße.

Wie funktioniert ein Blitzer?     

Du fragst dich jetzt bestimmt, wie ein Blitzer die Geschwindigkeit eines Autos messen kann. Dafür gibt es verschiedene Methoden. Die meisten Blitzer arbeiten mit der Radartechnik.
Hier werden elektromagnetische Wellen ausgesendet, welche von den Autos reflektiert werden. Die Sensoren im Blitzer erkennen, wie stark gestaucht die Signale zurückgeworfen werden und können damit die Geschwindigkeit berechnen. Andere Methoden sind die Messungen mittels Induktionsschleifen und Piezosensoren, bei denen mehrere Streifen unter der Fahrbahn verlaufen. Beim Überfahren der Sensoren senden diese ein Signal an den Blitzer. Dieser erkennt dann die Geschwindigkeit, indem er die zurückgelegte Zeit zwischen den einzelnen Streifen berechnet. Ist der Fahrer zu schnell, wird das Blitzgerät ausgelöst.

Was passiert, wenn man geblitzt wurde?

Jeder Autofahrer, der schon einmal geblitzt wurde, weiß, wie ärgerlich und oft auch teuer das ist. Je nachdem, wie hoch die zugelassene Geschwindigkeit überschritten wurde, kann man sogar seinen Führerschein verlieren. Doch wer entscheidet darüber? Bei Geschwindigkeitsüberschreitungen zieht die örtliche Bußgeldstelle immer den Bußgeldkatalog zur Hand. Dort sind alle Strafen aufgeführt. Ein Blick in den Katalog zeigt, dass es sich für keinen Autofahrer lohnt, zu schnell zu fahren.

 

Wurde ein Autofahrer geblitzt, erhaelt er einen Bussgeldbescheid
Wurde ein Autofahrer geblitzt, erhält er einen solchen Bußgeldbescheid

 

Beitragsfoto: Adobe Stock // photowahn

Den Begriff “Spoiler” hast du bestimmt schon einmal gehört. Oft ist davon die Rede, wenn man einer Person verrät, wie ein Film oder eine Serie ausgeht. Es gibt jedoch noch einen weiteren Bereich, in dem Spoiler bekannt sind: dem Motorsport. Vielleicht kennst du sie ja aus der Formel 1? Dort besitzt jeder Rennwagen einen solchen Spoiler. Manchmal sieht man sie aber auch auf ganz normalen Autos. Doch was hat es mit diesem komischen Begriff auf sich und was bringt so ein Spoiler?

Was ist ein Spoiler und wofür ist er da?

Jeder von uns hat ihn schon einmal auf einem Auto gesehen: einen Spoiler. Oft befindet er sich auf dem hinteren Teil eines Autos, dem Heck. Berühmt geworden ist er vor allem durch den Motorsport. Dort ist er unverzichtbar. Aber was genau ist ein Spoiler und wofür ist er da?
Zunächst einmal solltest du wissen, dass es viele verschiedene Arten von Spoilern gibt. Der bekannteste ist der schon erwähnte Heckspoiler. Seine Aufgabe ist es, dem Auto bei hoher Geschwindigkeit Stabilität zu verleihen. Besonders bei schnellen Kurvenfahrten sorgt er dafür, dass das Auto nicht so einfach die Kontrolle verliert.

Wie sorgt ein Spoiler für Stabilität?

Ein Spoiler kann seine Wirkung erst bei hohen Geschwindigkeiten ab circa 100 km/h entfalten. Dann ist der Fahrtwind ausreichend hoch, um das Auto stärker auf den Boden zu drücken. Genau das ist auch die Hauptaufgabe eines Spoilers: Er ist so gebaut und geformt, dass der Luftstrom nach oben gelenkt wird. So entstehen Kräfte, die für den sogenannten erhöhten “Anpressdruck” sorgen. Je höher die Geschwindigkeit des Fahrzeugs ist, desto stärker drückt der Spoiler das Auto auf die Straße und desto stabiler lässt es sich fahren. Das ist besonders bei Kurvenfahrten wichtig, bei denen der Fahrer schnell die Kontrolle über das Fahrzeug verlieren kann.

Verschiedene Arten von Spoilern    

Jetzt kannst du dir bestimmt vorstellen, warum vor allem schnelle Sportwagen Spoiler besitzen. Ohne sie würden die Fahrer ständig von der Strecke abkommen und könnten gar nicht so schnell über die Rennstrecke fahren. Sportwagen besitzen oft sogar noch mehr Spoiler als den auf dem Heck. Vor allem Front- oder Radspoiler werden im Motorsport zusätzlich zum Heckspoiler eingesetzt. Sie sorgen für weiteren und besser verteilten Anpressdruck und senken den Luftwiderstand. Im Idealfall kann der Fahrer dann noch schneller fahren bei gleichzeitig sehr hoher Stabilität.

Mercedes-AMG GT3 #75, Mercedes-AMG Team SunEnergy1 beim 12-Stunden-Rennen von Bathurst 2018<br /> #75 Mercedes-AMG GT3, Mercedes-AMG Team SunEnergy1 at the 2018 Bathurst 12 Hour
So sieht ein Heckspoiler im Motorsport aus // Foto: Daimler AG

Beitragsfoto: Daimler AG

Der Faraday-Käfig

Du verbindest mit einem Käfig wohl eher die Haltung oder den Transport von Tieren. Ein Käfig ist ein Raum oder ein Behältnis, das auf allen Seiten geschlossen ist. Und das ist ein Auto ja tatsächlich auch. Bei Kraftfahrzeugen spricht man allerdings von dem Faraday-Käfig oder auch Faradayscher Käfig. Entscheidend für diese Art von Käfig ist das Material. Ein Faraday-Käfig besteht aus Metall, denn Metalle können besonders gut elektrischen Strom leiten. Und das ist die Eigenschaft, die ihn von einem ganz normalen Käfig unterscheidet. Er ist nämlich elektrischer Leiter und schirmt so seinen Innenraum ab und schützt vor äußeren elektrischen Feldern und Blitzeinschlägen. Dieses Phänomen stellte 1836 schon der englische Physiker Michael Faraday fest. Deshalb ist dieser besondere Käfig auch nach ihm benannt.

So funktioniert das Ganze

Elektrische Felder werden durch winzige Teilchen erzeugt, die positiv oder negativ geladen sind. In dem elektrischen Feld entsteht dadurch eine Seite mit positiver Ladung und eine mit negativer Ladung. Befindet sich nun ein Metallkäfig in so einem Feld, wird dieser ebenfalls elektrisch geladen. Denn in dem Käfig befinden sich dieselben Teilchen, die durch die Kraft im Feld angezogen werden. Negative Teilchen wandern zu der positiv geladenen Seite und umgekehrt. Dadurch entstehen zwei gegensätzliche elektrische Felder in der Umgebung und im Käfig, die sich gegenseitig einfach aufheben. Im Innenraum des Körpers herrscht also kein elektrisches Feld, er ist von jeglicher Ladung abgeschirmt. Das Ganze funktioniert auch andersherum. Wird innerhalb eines Faradayschen Käfigs eine elektrische Ladung erzeugt, so dringt davon nichts nach außen. Für diesen Effekt ist es nicht wichtig, ob es sich um einen vollständig von Metall umschlossenen Raum handelt. Ein Metallgitter reicht schon aus, um den elektrischen Strom über die Gitterstäbe abzuleiten und so den Innenraum zu schützen.

Faraday-Käfige in unserem Alltag

Auch Autos sind Faradaysche Käfige, denn ihre Karosserie besteht aus Metall. Sitzt du also bei einem Gewitter in einem Auto, kann dir nichts passieren, auch wenn ein Blitz einschlägt. Dieser entlädt seinen Strom in die Oberfläche das Autos und weil das Metall besonders gut leitet, bahnt er sich seinen Weg durch die Karosserie und entlädt sich direkt in den Boden. Die elektrische Ladung, die für den Menschen eigentlich gefährlich werden könnte, gelangt also gar nicht erst in den Innenraum des Autos. Auch bei Cabrios reicht zur Abschirmung schon das Metallgestänge aus, mit dem das Verdeck gehalten wird.

Faraday-Käfige werden überall da benutzt, wo äußere elektrische Felder die Funktion eines Gerätes beeinträchtigen können oder wo innere Felder nicht nach außen gelangen sollen. Neben Autos schirmen natürlich auch Flugzeuge die Passagiere ab. Oder auch bei elektrischen Geräten wie Mobiltelefonen und Fernsehern oder der Mikrowelle wird das Prinzip des Faraday-Käfigs zur Abschirmung der Umgebung genutzt.

Beitragsfoto: Adobe Stock // marcorubino

Unter einer Säule stellst du dir vermutlich eine Art Pfosten vor. Wir kennen sie zum Beispiel aus Holz oder Stein bei großen prunkvollen Gebäuden. Die passen nun aber so gar nicht in ein Auto. Das Ganze geht aber schon in die richtige Richtung, denn auch im Auto sollen sie als Stützen dienen und für Stabilität sorgen.

Säulen für unsere Sicherheit

Bei dem Bau eines Autos kommt es natürlich nicht nur auf das Aussehen an, sondern vor allem auch darauf, dass das Fahrzeug sicher ist und die Menschen darin bei einem Unfall bestmöglich geschützt sind. Hier kommen die Säulen ins Spiel, sie sind ein besonders wichtiger Teil der Karosserie, also dem “Gerüst” eines Autos. Sie sind die Pfosten, die das Dach des Autos tragen. Sie reichen vom Unterbau des Fahrzeugs bis hin zum Dach und sind so für die Stabilität verantwortlich. Im Falle eines Unfalls sollen die Fahrzeugsäulen dafür sorgen, dass sich das Gehäuse des Autos nicht zu sehr verformt.

A-, B-, C-Säule

Die Fahrzeugsäulen werden dabei von vorne nach hinten fortlaufend mit Buchstaben bezeichnet. Die beiden Säulen links und rechts der Windschutzscheiben heißen also A-Säulen. An ihnen befinden sich auch die Scharniere für die vorderen Türen. Die Anzahl der Säulen hängt von der Länge des Fahrzeugs ab. Viertürige Autos besitzen neben einer B- auch eine C-Säule. Die B-Säulen befinden sich in der Mitte des Wagens zwischen den Türen, sie stützen von Fahrzeugboden zu Fahrzeugdach. Die C-Säule verbindet dann im hinteren Teil des Autos das Fahrzeugdach mit der hinteren Seitenwand, dem sogenannten Kotflügel.

Und bei einem Cabrio?

Wenn du schon einmal ein Cabrio gesehen hast, fragst du dich jetzt vermutlich, wie das hier funktionieren soll. Denn wenn das Dach heruntergefahren ist, sind hier außer den A-Säulen, in die die Windschutzscheibe integriert sind, keine weiteren Säulen zu sehen. Deshalb werden hier zur Sicherheit die beiden A-Säulen vorne am Auto doppelt so stabil gebaut wie bei anderen Fahrzeugen mit festem Dach.

Beitragsfoto: Adobe Stock // kv_san

Wo sich am Auto die Lichter befinden, weißt du bestimmt. Auch das Geräusch der Hupe kennst du, im Stadtverkehr ist sie zum Beispiel ständig zu hören. Die Lichthupe aber macht selbst keinen Ton, kann aber beim Fahren trotzdem sehr wichtig sein!

Was ist die Lichthupe?

Die Lichthupe ist ein kleines Signal, das sich Autofahrer während der Fahrt geben können, um sich gegenseitig auf etwas aufmerksam zu machen. Häufig sieht dieses Signal so aus, dass sich die Lichter des Fahrzeugs für einen kurzen Zeitraum aufhellen und dann wieder zur ursprünglichen Helligkeit zurückkehren – also kurz „aufblitzen“. Die Lichthupe ist eine kurze Mitteilung an die anderen Autofahrer.

Wann wird die Lichthupe eingesetzt?

Auf den deutschen Straßen gibt es verschiedene Regeln dafür, wann die Lichthupe benutzt werden darf und wann nicht. Die wohl wichtigste Verwendung ist aber, andere Verkehrsteilnehmer auf eine gefährliche Situation hinzuweisen. Fährt ein Fahrzeug an einer Gefahrenstelle vorbei, kann es den entgegenkommenden Autos mit der Lichthupe signalisieren: “Achtung, gefährliche Situation voraus!” Durch die Lichthupe kann man anderen Fahrzeugen auch anzeigen, wenn man überholen möchte. Der Fahrer sieht durch das kurze Aufleuchten der Lichter, dass die Person hinter ihm bald ausscheren wird – das verbessert die Kommunikation auf der Straße und sorgt für mehr Sicherheit.

Ein entgegenkommender Autofahrer weist auf eine Gefahrenstelle hin — Foto: Adobe Stock / Elenathewise

Wie genau funktioniert die Lichthupe?

Bei der Lichthupe leuchten die beiden Vorderlichter (oder: Frontlichter) kurz auf. Dabei wechselt der Fahrer für einen Moment vom sogenannten Abblendlicht zum wesentlich helleren Fernlicht. Für den entgegenkommenden Fahrer sieht es dann so aus, als würden die Scheinwerfer kurz hell aufblitzen. Natürlich darf das Fernlicht nur für einen kurzen Moment benutzt werden, sonst würde es die anderen Fahrer zu sehr blenden. Sicherheit geht im Straßenverkehr immer vor!

Beitragsfoto: Daimler AG