Wir alle hier lieben AC/DC – nein, nicht die Rockband. Nun, ja, die Rockband, aber auch ihren Namensvetter. Die Rede ist von Wechselstrom (AC) und Gleichstrom (DC) – verschiedene Arten von Spannung, die auf unterschiedliche Weise Strom liefern.
Was sind Wechsel- und Gleichstrom?
Elektrizität fließt entweder in Wechsel- oder in Gleichstrom – beides sind elektrische Ströme, da es sich um den Fluss von Elektronen handelt, aber wo sie sich unterscheiden, ist in ihrer Flussrichtung. Wechselstrom (AC) kehrt sich periodisch um und wechselt die Richtung, geht manchmal vorwärts und dann wieder rückwärts, während Gleichstrom (DC) nur in eine Richtung fließt.
Visuell, wenn in einem Diagramm dargestellt, sieht ein Gleichstrom wie eine flache Linie aus, während ein Wechselstrom die Form eines wellenförmigen Musters annimmt, um seine oszillierende Wiederholung zu kennzeichnen. Wechselstrom kann mit einer speziellen Art von elektrischem Generator, dem so genannten Generator, erzeugt werden, bei dem eine Drahtschleife in einem Magnetfeld gedreht wird, wodurch eine Rotation entlang des Drahtes entsteht. Während sich der Draht dreht, tritt er periodisch in eine andere magnetische Polarität ein, was den Hin- und Herfluss des Stroms verursacht.
Gleichstrom hingegen liefert einen gleichmäßigen Strom, der nur in eine Richtung fließt. Dieser kann aus einer Batterie, durch den Einsatz eines „Gleichrichter“ genannten Geräts, das Wechselstrom in Gleichstrom umwandelt, oder durch einen Wechselstromgenerator mit einem „Kommutator“, der Gleichstrom erzeugt, erzeugt werden.
Der Gleichstrom wird vor allem auf die Arbeit von Thomas Edison zurückgeführt, während Nikola Tesla dazu überging, einen Wechselstrom zu erzeugen, der mit Hilfe eines Transformators leichter in höhere und niedrigere Spannungen umgewandelt werden kann und dabei 60 Mal pro Sekunde (in Europa 50 Mal) wechselt und die Richtung umkehrt. Die Frequenz des Gleichstroms ist Null.
Was sind die verschiedenen Arten der Erzeugung von Wechsel- und Gleichstrom?
Wechselstrom und Gleichstrom liefern auf unterschiedliche Weise Strom – Wechselstrom wird an Unternehmen und Wohnhäuser geliefert und ist die Art von Energie, die Sie typischerweise verwenden, wenn Sie einen Fernseher, einen Ventilator, eine Nachttischlampe oder ein Küchengerät in die Steckdose stecken. Wechselstrom ist die beste Art, Strom über große Entfernungen zu übertragen, wobei sich die Quelle dieses Stroms weit entfernt befindet, da sie sicherer ist und mehr Leistung liefern kann.
Gleichstrom hingegen wird z. B. bei einer Taschenlampe verwendet, da die Stromquelle die darin befindliche Batteriezelle ist. Gleichspannung kann nicht sehr weit reisen, bevor sie beginnt, Energie zu verlieren.
Wenn ich einen Laptop benutze, verwende ich dann AC- oder DC-Strom?
Beides! Sie verwenden beide Arten von Strom. Der Stecker, den Sie in den Computer stecken, sendet einen Gleichstrom an den Akku des Computers, während er diese Ladung von einem Wechselstromstecker erhält, der in die Wand gesteckt wird. Der steinähnliche Block zwischen dem Wandstecker und Ihrem Computer ist Ihr Netzteil, das Wechselstrom in Gleichstrom umwandelt.
Was sind einige Beispiele für AC- und DC-Anwendungen?
Zu Hause und im Büro wird fast immer Wechselstrom verwendet, da er relativ einfach über weite Strecken transportiert werden kann. Bei hohen Spannungen (über 110kV) geht weniger Energie bei der Stromübertragung verloren. Höhere Spannungen bedeuten niedrigere Ströme, und niedrigere Ströme bedeuten weniger Wärmeentwicklung in der Stromleitung aufgrund des Widerstands. Wechselstrom kann mit Hilfe von Transformatoren leicht in Hochspannung umgewandelt werden und kann Elektromotoren und große Geräte wie Kühlschränke und Geschirrspüler antreiben.
Alles, was mit einer Batterie betrieben wird, mit einem Netzadapter an die Wand angeschlossen wird oder ein USB-Kabel zum Aufladen verwendet, ist auf Gleichstrom angewiesen. Einige dieser elektronischen Geräte sind Handys, Taschenlampen und Hybridfahrzeuge. Die meisten Ihrer Handheld-Elektronikgeräte laufen mit Gleichstrom.
Gibt es einen Krieg der Ströme?
Ja! Nahezu jedes Haus und jedes Unternehmen ist für Wechselstrom verkabelt, aber das hat lange auf sich warten lassen. In den späten 1880er Jahren kämpften Erfinder in den Vereinigten Staaten und Europa um die Vorherrschaft von Wechsel- und Gleichstrom. Im Jahr 1886 beleuchtete ein Budapester Elektrounternehmen namens Ganz Works die gesamte Stadt Rom mit Wechselstrom, während Edison bis zum nächsten Jahr 121 Gleichstrom-Kraftwerke in den USA errichtete. Der Kampf wurde im Wesentlichen im naechsten Jahr gewonnen, als der Industrielle George Westinghouse aus Pittsburgh Teslas Wechselstrompatente kaufte und damit Wechselstrom in die Haushalte der Amerikaner im ganzen Land brachte.
Die beiden haben sich nicht immer vertragen, und historisch gesehen haben sie sich nicht sehr gut vermischt. Während Einrichtungen und Haushalte auch weiterhin mit Wechselstrom versorgt werden, wird Gleichstrom umso verbreiteter sein, je mehr LEDs, Solarzellen, Elektrofahrzeuge und mobile Elektronik in unser Leben treten. Die Fortschritte in der Gleichstromtechnik sind auf dem Vormarsch, da die Methoden zur Umwandlung von Gleichstrom in höhere und niedrigere Spannungen mit weniger Stromverlusten immer weiter entwickelt werden.
Wird es also eine Lösung für den Krieg der Ströme geben? Je mehr sie nebeneinander arbeiten, werden sich AC und DC vielleicht doch noch anfreunden.
Wie ist es bei Ihnen? Wenn es in Ihrem Haushalt oder in Ihrem Unternehmen eine elektrische Schlacht gibt oder wenn Sie Ihre Schalttafel aufrüsten müssen, freut sich unser Team hier bei Pacman Electric, Ihre Situation zu bewerten und Sie mit allen elektrischen Bedürfnissen, die Sie haben, in Gang zu bringen.
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