Wechselstrom

Was ist Wechselstrom?

Wechselstrom ist der Strom, der üblicherweise aus der Steckdose kommt. Er unterscheidet sich von Gleichstrom dadurch, dass er so regelmäßig die Richtung ändert, dass die positiven und negativen Werte einander ergänzen. Im zeitlichen Mittel liegt der Strom also bei null. Mit welcher Frequenz sich die Stromrichtung ändert, wird in Hertz angegeben. In Europa beträgt sie 50 Hertz – das bedeutet, die Stromrichtung ändert sich 100 Mal pro Sekunde, 50 Mal in jede Richtung. Wechselstrom hat den Vorteil, dass er leicht zu erzeugen und zu transportieren ist. Daher setzte er sich schon zu Beginn des 20. Jahrhunderts als Mittel der weltweiten Stromversorgung durch. Welche Arten von Wechselstrom es gibt, wie er erzeugt wird, wie er entstanden ist und zu welchen Zwecken er im Alltag zum Einsatz kommt, erfahren Interessierte bei Verivox.

Geschichte des Wechselstroms

Dass Wechselstrom heute wie selbstverständlich aus der Steckdose fließt, ist Michael Faraday und seinen Forschungen zur elektromagnetischen Induktion aus dem Jahr 1831 zu verdanken. Er entwickelte die Grundlage für die Entstehung des Stroms. Die ersten magnetoelektrischen Maschinen, mit denen Strom erzeugt wurde, enthielten noch stählerne Permanentmagnete. Mitte des 19. Jahrhunderts konnten durch die Entdeckung des dynamoelektrischen Prinzips wirtschaftlichere Varianten hergestellt werden. Obwohl sich daran zuvor schon die Erfinder Søren Hjorth und Ányos Jedlik versucht hatten, gelang es erst Werner Siemens, im Jahre 1866 einen funktionierenden dynamoelektrischen Generator zu bauen, was ihm den wirtschaftlichen Durchbruch verschaffte.

Die Entwicklung des Transformators sorgte dafür, dass sich die Wechselstromtechnik flächendeckend verbreiten konnte. Mit seiner Hilfe lässt sich die angelegte Spannung beliebig verändern, ohne dass Leistung verlorengeht. Zwischen 1870 und 1920 beteiligten sich zahlreiche Forscher und Ingenieure an der Herstellung des ersten Transformators. Das erste öffentliche Wechselstromkraftwerk Deutschlands erbaute 1890 der Holzstofffabrikant Konrad Fischer in Bad Reichenhall (Elektricitäts-Werke Reichenhall). Mit ihm ließen sich zunächst 1.200 Glühlampen betreiben. Heute ist es fast überall auf der Welt ganz selbstverständlich, Wechselstrom aus der heimischen Steckdose zu beziehen.

Wie wird Wechselstrom erzeugt?

Wechselstrom lässt sich auf verschiedene Weisen erzeugen. Der Wechselstromgenerator von Werner Siemens kommt heute nur noch für die Erzeugung kleinerer Leistungen zum Einsatz, zum Beispiel bei Fahrraddynamos oder für Notstromversorgungen. Durch die ständig wechselnde Umpolung einer Gleichstromquelle lässt sich eine rechteckförmige Wechselspannung erzeugen. Der daraus entstehende Wechselstrom eignet sich aufgrund zu hoher Energieverluste nicht zur Transformierung und zum Transport über weite Strecken. Er wird daher nur für kleine Geräte wie Batterien verwendet.

Der Wechselstrom in unseren Steckdosen wird durch konstante Drehung einer Leiterschleife beziehungsweise Spule in einem ruhenden Magnetfeld erzeugt. Diese Technik ist sehr einfach zu realisieren, und der Strom lässt sich gut transformieren und transportieren. Häufig werden mehrere kreisförmig angeordnete Spulen genutzt, um mehrphasigen Wechselstrom zu erzeugen.

Welche Arten von Wechselstrom gibt es?

Die Art des Wechselstroms hängt von seiner Erzeugungsweise ab. Für die allgemeine Stromversorgung kommt sinusförmiger Wechselstrom zum Einsatz – das ist der durch Drehung einer Spule in einem Magnetfeld erzeugte Strom. Er ist technisch am einfachsten herzustellen und verlustarm transformier- und transportierbar. Er kommt als einphasiger Wechselstrom in die Steckdosen. Von den mehrphasigen Varianten ist Dreiphasenwechselstrom, umgangssprachlich auch als Drehstrom bekannt, die gängigste. Sie kommt in den überregionalen Stromnetzen sowie in der Industrie zum Einsatz.