Wechselstrom

Autor: Leandro Alegsa

03-11-2020

Ein Wechselstrom (AC) ist ein elektrischer Strom, dessen Größe und Richtung variieren, im Gegensatz zu Gleichstrom, dessen Richtung konstant bleibt. Das bedeutet, dass die Richtung des in einem Stromkreis fließenden Stroms ständig hin und her gewechselt wird. Dies geschieht bei jeder Art von Wechselspannungsquelle.

Die übliche Wellenform eines Wechselstromkreises ist eine Sinuswelle, weil dies zu der effizientesten Energieübertragung führt. In bestimmten Anwendungen werden jedoch andere Wellenformen verwendet, wie z.B. Dreieck- oder Rechteckwellen. Kostengünstige Wechselrichter erzeugen eine Rechteckwelle mit einer Pause zwischen den Richtungsänderungen.

Wenn man von Wechselstrom spricht, bezieht man sich meist auf die Form, in der Strom an Unternehmen und Wohnungen geliefert wird. Der Wechselstrom kommt aus einem Kraftwerk. Die Richtung des Stroms wechselt 60 Mal pro Sekunde (bzw. 50 Mal in einigen Teilen der Welt) zurück. Dies geschieht so schnell, dass eine Glühbirne nicht aufhört zu glühen.

Aber auch Audio- und Funksignale, die über elektrische Leitungen übertragen werden, sind Beispiele für Wechselstrom. Bei diesen Anwendungen ist ein wichtiges Ziel oft die Rückgewinnung von Informationen, die auf das Wechselstromsignal kodiert (oder moduliert) sind.

Stadtlichter in einer bewegungsunscharfen Belichtung betrachtet. Das AC-Blinken bewirkt, dass die Linien nicht durchgehend, sondern punktiert sind.

Geschichte

Nikola Tesla experimentierte mit elektrischer Resonanz und studierte verschiedene Beleuchtungssysteme. Er erfand einen Induktionsmotor, neuartige Generatoren und Transformatoren sowie ein System zur Übertragung von Wechselstrom.

William Stanley, Jr. entwickelte eines der ersten praktischen Geräte zur effizienten Übertragung von Wechselstrom zwischen isolierten Schaltkreisen. Mit Hilfe von Spulenpaaren, die auf einen gemeinsamen Eisenkern gewickelt waren, war sein Entwurf, der als Induktionsspule bezeichnet wird, ein früher Vorläufer des modernen Transformators. Das heute verwendete System wurde im späten neunzehnten Jahrhundert, weitgehend von Nikola Tesla, entwickelt. Beiträge wurden auch von George Westinghouse, Lucien Gaulard, John Dixon Gibbs, Wilhelm Siemens und Oliver Shallenger geleistet. Wechselstromsysteme überwanden die Grenzen des Gleichstromsystems, das von Thomas Edison zur effizienten Stromverteilung über große Entfernungen eingesetzt wurde.

Das Wasserkraftwerk Mill Creek wurde 1893 in der Nähe von Redlands, Kalifornien, gebaut. Es wurde von Almirian Decker entworfen und verwendete 10.000 Volt dreiphasigen elektrischen Strom, der schließlich zur Standardmethode für Kraftwerke auf der ganzen Welt wurde.

Wie es funktioniert

Wechselstrom ist billiger und einfacher, elektronische Geräte herzustellen. Auch die Leistungsschalter für Wechselstrom sind in der Herstellung kostengünstiger. Sie sind preiswerter als Gleichstrom, weil man den Strom sehr leicht erhöhen und verringern kann. AC kann hohe Spannungen mit geringerem Strom verwenden, um die Verluste beim Senden von Leistung zu verringern. AC reduziert die Erwärmung in den Drähten. Gleichstrom kann zwar gesendet werden, aber er würde viel Energie verlieren und man müsste mehr Arbeit investieren, um ihn über große Entfernungen zu senden. Aus diesem Grund haben wir nicht überall Transformatorstationen. Wechselstrom funktioniert, indem der Strom viele Male ständig hin- und hergeschaltet wird, während er zur Quelle zurückkehrt, aus der er stammt.

Fragen und Antworten

F: Was ist ein Wechselstrom (AC)?

A: Ein Wechselstrom (AC) ist ein elektrischer Strom, dessen Stärke und Richtung variiert, im Gegensatz zum Gleichstrom, dessen Richtung konstant bleibt.

Q: Wie sieht die übliche Wellenform eines AC-Stromkreises aus?

A: Die übliche Wellenform eines Wechselstromkreises ist eine Sinuswelle, da diese zur effizientesten Übertragung von Energie führt.

F: Gibt es für bestimmte Anwendungen andere Wellenformen?

A: Ja, bei bestimmten Anwendungen werden andere Wellenformen verwendet, z. B. Dreieck- oder Rechteckwellen.

F: Welche Art von Wellen wird von preiswerten Wechselrichtern erzeugt?

A: Preiswerte Wechselrichter erzeugen eine Rechteckwelle mit einer Pause zwischen den Richtungswechseln.

F: Woher kommt der Wechselstrom?

A: Wenn man von Wechselstrom spricht, bezieht man sich meist auf die Form, in der Strom an Unternehmen und Wohnhäuser geliefert wird, und der Wechselstrom kommt aus einem Kraftwerk.

F: Wie oft wechselt die Richtung des Stroms pro Sekunde?

A: Die Stromrichtung wechselt 60 Mal pro Sekunde (oder 50 Mal in einigen Teilen der Welt).

F: Welche Beispiele für Wechselstromsignale werden auf elektrischen Leitungen übertragen?

A: Sowohl Audio- als auch Radiosignale, die über elektrische Leitungen übertragen werden, sind Beispiele für Wechselstrom. Bei diesen Anwendungen ist ein wichtiges Ziel oft die Rückgewinnung von Informationen, die im Wechselstromsignal kodiert oder moduliert sind.