Wechselstrom und Wechselspannung

Dieser Artikel behandelt das Thema W wie Wechselstrom und Wechselspannung.

Wechselspannung ist eine Spannung, deren Polarität sich immer wieder verändert. Demnach beschreibt Wechselstrom einen Strom mit wechselnder Flussrichtung. Er kommt aus der Steckdose im eigenen Zuhause und ist heute Standard, wenn es um die elektrische Energieversorgung geht. Aber warum ist das so? Wie lässt sich Wechselstrom erzeugen und was unterscheidet ihn eigentlich vom Gleichstrom?  

Wechselstrom aus der Steckdose
© Goffkein – stock.adobe.com

Wechselspannung und Wechselstrom: Was ist das eigentlich? 

Sprechen Experten von Strom, ganz gleich, ob es um Gleich- oder Wechselstrom geht, meinen sie damit grundsätzlich die Bewegung elektrischer Ladungsträger. Das können zum Beispiel Elektronen sein, die sich durch einen elektrischen Leiter bewegen. Damit das passiert, muss allerdings eine Spannung vorhanden sein. Denn diese ist die treibende Kraft, die überhaupt erst zur Bewegung der Ladungsträger führt. Bei der Wechselspannung ändern sich die Plus- und Minuspole einer angeschlossenen Stromquelle immer wieder. Das führt dazu, dass auch der Wechselstrom seine Flussrichtung kontinuierlich an die sogenannte Polung anpasst. Wie schnell die Polung wechselt, lässt sich mit der Frequenz ausdrücken. Sie wird in Hertz (Hz) angegeben und beträgt in Europa 50 Hz (Netzfrequenz). Das heißt: In einer Sekunde wechselt der Strom 50-mal seine Richtung.

Wie lässt sich Wechselstrom erzeugen?

Der Wechselstrom, der aus unseren Steckdosen kommt, entsteht vereinfacht beschrieben durch die Drehung einer Spule in einem ruhenden Magnetfeld. Mit jeder Drehung um 180 Grad ändert sich deren Polarität, da sie sich wechselweise am Nord- und am Südpol des Magneten vorbeibewegt. Die Veränderung des Stroms bei einer vollen Umdrehung ist die Phase. In großen Kraftwerken bewegen sich Elektromagnete an drei versetzt angeordneten Spulen vorbei. Dabei entsteht dreiphasiger Wechselstrom, der auch als Drehstrom bezeichnet wird.

Warum erfolgt Stromübertragung mit Wechselspannung?

Als die Stromnetze in Europa und Amerika errichtet wurden, ließ sich allein der Wechselstrom auf hohe Spannungen transformieren. Das war nötig, um elektrische Energie verlustfrei verteilen zu können. Ein Nachteil der Technik ist allerdings, dass alle Generatoren in einem Netz genau synchron arbeiten müssen. Das sicherzustellen, erfordert einen hohen technischen Aufwand.

Was unterscheidet Wechselstrom vom Gleichstrom?

Anders als Wechselstrom fließt Gleichstrom immer in die gleiche Richtung. Er lässt sich heute ebenfalls auf hohe Spannungswerte transformieren und so verlustfrei selbst über sehr weite Strecken transportieren. Geht es darum, Stromerzeuger wie Photovoltaik- oder Windkraftanlagen mit entfernten Verbrauchern zu verbinden, wächst daher die Bedeutung der sogenannten Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung (HGÜ).

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