Was ist Wechselstrom?

Elektrische Energie steht im Mittelpunkt des modernen Lebens, aber viele Menschen kennen die Grundlagen nicht. Was ist der Unterschied zwischen dem Strom, der durch die Stromleitungen fließt, dem Strom im Haus und dem Strom in einem Gerät? Warum zeigt der Schiebeschalter auf der Rückseite des Computers 110 oder 120 VAC an?

Elektrische Energie gibt es in zwei Grundvarianten: Wechselstrom und Gleichstrom. Gleichstrom fließt kontinuierlich in eine Richtung, im Idealfall nie schaltend oder schwankend. Wechselstrom wechselt mehrmals pro Sekunde von positiv zu negativ und von negativ zu positiv.

Es gibt keinen Wechselstrom - es ist nur Wechselstrom. Wenn an einem Gerät 110 VAC angezeigt werden, bedeutet dies 110 Volt Wechselstrom. Spannung ist ein Maß für den "Schaltungsdruck". Es bezieht sich darauf, wie stark der Strom durch einen Stromkreis drückt. Die Spannung hilft, die Stromstärke zu bestimmen – die Strommenge, die jede Sekunde durch den Stromkreis fließt. Je höher die Spannung, desto stärker drückt der Strom auf einen Stromkreis und desto mehr Strom fließt durch ihn. Wechselstrom wird auch in der Frequenz gemessen – wie schnell er die Richtung ändert. Die meiste Wechselstromleistung liegt bei 60 Hertz, was bedeutet, dass sie 60 Mal pro Sekunde von negativ zu positiv zu negativ wechselt.

Die meisten der Vereinigten Staaten verwenden Strom zwischen 110 und 120 Volt Wechselstrom. Die von uns gebaute Elektronik ist so ausgelegt, dass sie diese leichten Leistungsschwankungen ohne Fehlfunktionen bewältigen kann. Im Gegensatz dazu verwenden Europa und der größte Teil der Welt Strom zwischen 220 und 240 Volt. Auch Fabriken verwenden 240 Volt Wechselstrom, aber mit einem wichtigen Unterschied. Der Strom in Fabriken ist dreiphasiger Strom, der aus drei verschiedenen elektrischen Wechselstromsignalen besteht, die nicht miteinander synchron sind.

Jedes Mal, wenn Sie Energie von einer Form in eine andere wechseln, verlieren Sie etwas Energie. Generatoren erzeugen Strom als Wechselstrom, daher ist es sinnvoll, ihn in dieser Form zu übertragen. Der erzeugte Strom hat eine extrem hohe Spannung, was den Verlust über die Stromleitungen minimiert. Einzelne Gebäude verwenden jedoch viel niedrigere Spannung. Der Strom wird durch einen Abwärtstransformator geleitet, ein Gerät, das die Spannung von Wechselstrom senkt. Wenn der Strom in den Stromleitungen Gleichstrom wäre, müsste er an jedem Transformator wieder in Wechselstrom umgewandelt werden, bevor er heruntergestuft werden könnte – ein verschwenderischer Prozess, der viel zusätzliche Ausrüstung erfordert.

Die meisten elektronischen Geräte können nicht mit Wechselstrom betrieben werden. Stattdessen benötigen sie stetigen Gleichstrom mit niedriger Spannung. Aus diesem Grund verfügt fast jedes eingesteckte Consumer-Gerät über eine Gleichstromversorgung. Der Strom wird zuerst durch einen zweiten Abwärtstransformator geleitet, um ihn von 120 Volt auf einen Wert zwischen 5 und 20 zu senken. Dann wird es durch einen Brückengleichrichter geleitet, der den Strom in Gleichstrom umwandelt.

Wenn Sie international reisen, stellen die Unterschiede zwischen den Wechselstromstandards in verschiedenen Ländern Probleme für mobile elektronische Geräte dar. Die Steckertypen sind unterschiedlich, so dass ein US-Stecker beispielsweise nicht in eine deutsche Steckdose passt. Einige moderne Geräte werden mit Steckeradaptern für verschiedene Länder geliefert; die elektronischen Schaltungen passen sich automatisch an unterschiedliche Spannungen an. Für andere Geräte benötigen Sie einen internationalen Spannungsadapter, der höhere Fremdspannungen in den 110-Volt-US-Standard umwandelt. Der Adapter wird in die Wandsteckdose und Ihr US-Gadget in die Steckdose des Adapters gesteckt. Prüfen Sie vor der Reise, ob Ihre Geräte internationales Wechselstromnetz verwenden können oder ob Sie Adapter mitbringen müssen.