Wechselstrom und Gleichstrom

Unter Gleichstrom (DC = direct current) versteht man elektrischen Strom, dessen Stärke und Richtung sich zeitlich nicht ändert, unter Wechselstrom (AC = alternating current) bezeichnet einen elektrischen Strom, der seine Richtung periodisch und in steter Wiederholung ändert.

Gleichstrom und Wechselstrom

Wie bereits in anderen Kapiteln erklärt, liegt ein elektrischer Stromfluss vor, wenn frei bewegliche Ladungsträger (z.B. Elektronen) sich gerichtet bewegen. Ist die Bewegungsrichtung der Ladungsträger über die Zeit konstant, handelt es sich um Gleichstrom. Ändert sich die Bewegungsrichtung periodisch, handelt es sich um Wechselstrom.
(Hierbei sei nochmals darauf hingewiesen, dass Strom nur fließen kann, wenn ein geschlossener Stromkreis vorliegt).
Gleichstrom lässt sich i.d.R aus allen Akkumulatoren erhalten, dabei wird eine stetig konstante Spannung an den Stromkreis angelegt und die Ladungsträger gerichtet zu transportieren. Wechselstrom aus großen Generatoren (oder aus der Steckdose).
Grundsätzlich ist es auch möglich, Gleichstrom aus Wechselstrom herzustellen (unter Verwendung von Gleichrichter) genauso funktioniert es Wechselstrom in Gleichstrom umzuwandeln (unter Verwendung eines Wechselrichters).

In der gezeigten Darstellung sind die Graphen der Stromstärke als Funktion der Zeit für Wechselstrom und Gleichstrom abgebildet.

Unterschied zwischen Gleichstrom und Wechselstrom

• Bei Wechselstrom wird die Richtung des Stromflusses gewechselt, bei Gleichstrom bleibt sie stets gleich.
• Durch die Änderung des Stromflusses ist ein weiterer Unterschied, dass Wechselstrom eine Frequenz aufweist und Gleichstrom nicht.
• Die Pole (Plus und Minuspol) sind im Gleichstromkreis immer gleich, deswegen kommt es hier auf die richtige Polung an. Im Wechselstromkreis ändern sich Plus- und Minuspol in periodischen Abständen.
• Die Elektronen schwingen im Wechselstromkreis hin und her, daher wird kein kompletter Kreislauf durchlaufen, im Gegensatz zum Gleichstromkreislauf.
• Ein weiterer Unterschied ist die einfache Transformierbarkeit von Wechselstrom. Lange Leitungen (Leitungen bieten einen Widerstand) bewirken immer auch einen Spannungsabfall (Ohmsches Gesetz). Mit Hilfe des Wechselstroms lässt sich die Spannung einfach hoch transformieren und mit “weniger Verlust” transportieren, so geht bei der Übertragung von Wechselstrom weniger Energie verloren als bei Gleichstrom.
• Der letzte Punkt gibt indirekt schon einen “weiteren” Vorteil von Wechselstrom an, so kann die Stromspannung relativ kostengünstig geändert werden.

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weiterführende Informationen auf Lernort-Mint.de

• technische und physikalische Stromrichtung

• Einfühung in die Elektronik

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Wechselstrom und Gleichstrom – Testfragen/-aufgaben

1. Was beschreibt der Ausdruck “Gleichstrom”?

Der Ausdruck “Gleichstrom” beschreibt einen elektrischen Strom, dessen Richtung konstant bleibt. Im Gegensatz dazu ändert der Wechselstrom seine Richtung in regelmäßigen Abständen.

2. Was ist eine wesentliche Eigenschaft des Wechselstroms?

Eine wesentliche Eigenschaft des Wechselstroms ist, dass er seine Richtung und Stärke periodisch wechselt.

3. Wie wird der Wechselstrom im Stromnetz hauptsächlich verwendet?

Im Stromnetz wird Wechselstrom hauptsächlich zur Übertragung von elektrischer Energie genutzt, da er ohne größere Leistungsverluste über weite Strecken transportiert werden kann.

4. Warum steht die Spannung beim Gleichstrom im Gegensatz zum Wechselstrom nicht unter Spannung?

Beim Gleichstrom ändert sich die Spannung nicht und bleibt daher konstant, während sie beim Wechselstrom ständig schwankt.

5. Was ist eine Hauptanwendung von Gleichstrom?

Eine Hauptanwendung von Gleichstrom ist in Batterien und Akkus, die elektronische Geräte wie Handys oder Laptops mit Energie versorgen.

6. Warum wird zur Übertragung von Strom über weite Strecken Wechselstrom verwendet?

Wechselstrom wird zur Übertragung von Strom über weite Strecken verwendet, da er leicht in der Spannung transformiert werden kann, was eine effiziente Übertragung ermöglicht.

7. Welche elektrischen Geräte nutzen in der Regel Gleichstrom?

In der Regel nutzen mobile und tragbare elektronische Geräte Gleichstrom, beispielsweise Smartphones, Laptops oder Digitalkameras.

8. Welche Einheit wird verwendet, um den Stromfluss zu messen?

Der Stromfluss wird in der Einheit Ampere (A) gemessen.

9. Wie wird der Wechselstrom erzeugt?

Wechselstrom wird typischerweise durch elektromagnetische Induktion in einem Generator erzeugt.

10. Wie wird Gleichstrom erzeugt?

Gleichstrom wird typischerweise durch chemische Reaktionen, wie zum Beispiel in einer Batterie, erzeugt.