2. Elektrotechnische Grundlagen ...
...oder: eine einfache Antenne
Die wichtigste Grundlage für das Verständnis einer Brummschleife ist die Antenne. Meistens sind Antennen gewollt, hier sind sie es nicht, da sie Störsignale (eben das Brummen) empfangen.
Die von uns hier betrachtete Antennengattung ist die geschlossene Leiterschleife, also ein Stück Draht oder Kabel, das in sich geschlossen verlegt ist.
Wenn ein magnetisches Feld sich durch den schraffierten Bereich, also den Innenbereich der Leiterschleife, hindurchbewegt, dann empfängt die Antenne. Es fließt in diesem Falle ein elektrischer Strom (für Techniker: es gilt hier das Induktionsgesetz, unsere geschlossene Leiterschleife ist eine Luft-Spule mit einer Windung).
Eine Antenne wird verständlicherweise umso besser, je größer die umschlossene Fläche ist.
Größere Fläche = bessere Antenne
Antennen als Brummschleifen
Was macht jetzt eine Antenne zur Brummschleife? Nun, wir sind umgeben von magnetischen Feldern. Von Bedeutung ist dabei insbesondere das Magnetfeld, welches elektrische Spannungsversorgungen umgibt. In Westeuropa ist das der 50 Hertz 230V Netzstrom. Und genau diese 50 Hertz Netzstromfeld empfangen diese Antennen. Und das kann man dann ggf. im Lautsprecher hören, da 50 Hertz zwar einen tiefen Ton darstellen, der aber durchaus im gut hörbaren Bereich liegt.
Aber wie kommt es jetzt zu einer solchen geschlossenen Leiterschleife? Der Grund sind Mehrfacherdungen. Ein einfaches Beispiel dazu.
Beim Aufbau und Verkabelung des Equipments kann schnell eine Antenne entstehen.
Unser Setup besteht aus einem Mischpult und einem Keyboard. Das Keyboard ist durch ein Instrumentenkabel mit dem Mischpult verbunden. Solche Instrumentenkabel haben einen Schirm. Und der Schirm wird sowohl vom Keyboard als auch vom Mischpult mit Masse versorgt. Sowohl Mischpult als auch Keyboard sind an das Stromnetz angeschlossen, der Einfachheit halber an der gleichen Steckdose.
Dadurch ergibt sich jetzt die folgende geschlossene Leiterschleife: Die Masse der Spannungsversorgung ist sowohl im Mischpult als auch im Keyboard und eben durch die Steckdose auch miteinander verbunden. Es gibt eine zweite Masseverbindung durch den Schirm des Instrumentenkabels.
Wenn jetzt in diese Antenne genügend magnetisches Feld hindurchfließt, z.B. durch ein benachbartes Starkstromkabel, dann wird ein Brummen am Mischpult zu hören sein, z.B. in einem angeschlossenen Kopfhörer. Das liegt daran, dass im Mischpult die Masse nicht nur zur Abschirmung des Instrumentenkabels genutzt wird, sondern auch als Bezugspunkt dieses Signals. Eine Änderung in der Masse hat daher ähnliche Auswirkungen wie eine Änderung des Signals selbst, und durch die in der Antenne umherfließenden Ströme kommt es zu Veränderungen der Bezugsmasse im Mischpult.
Wenn Mischpult und Keyboard nicht an der gleichen Steckdose angeschlossen sind, dann wird unsere Antenne größer und damit noch empfindlicher. Denn die Massen von zwei verschiedenen Steckdosen laufen zwingend irgendwo immer zusammen, möglicherweise erst im Hauptanschluss des Hauses (spätestens aber im Kraftwerk). D.h. die Antenne zieht sich dann auch durch das ganze Haus.
Die Antenne wird natürlich auch größer, wenn Mischpult und Keyboard weit voneinander entfernt sind, wie es bei großen Bühnen normal ist.
