Was ist ein Wechselstrom?
Wechselstrom ist die Stromart, die in Haushalten und Unternehmen auf der ganzen Welt am häufigsten verwendet wird. Es wird als "alternierend" bezeichnet, weil es in einem Stromkreis in regelmäßigen Abständen, normalerweise viele Male pro Sekunde, die Richtung umkehrt. Wechselstrom wird von einem elektrischen Generator erzeugt, der die Frequenz dieser Schwingungen bestimmt. In den Vereinigten Staaten wird Wechselstrom mit 60 Hertz erzeugt, was bedeutet, dass der Strom 60 Mal pro Sekunde wechselt.
Es gibt eine Reihe von Gründen, warum die meisten Elektrizitätswerke Wechselstrom und nicht Gleichstrom oder Gleichstrom produzieren, bei denen die Elektronen konstant in eine Richtung fließen. Erstens erzeugen große Generatoren Wechselstrom auf natürliche Weise, sodass die Umwandlung in Gleichstrom einen zusätzlichen Schritt und damit zusätzliche Kosten erfordern würde. Zweitens, und vielleicht am wichtigsten, müssen elektrische Transformatoren Wechselstrom haben, um zu arbeiten. Transformatoren sind ein wesentlicher Bestandteil eines Stromnetzes, da sie die Aufgabe erfüllen, die elektrische Spannung für die Übertragung über große Entfernungen zu erhöhen und die Spannung für den Einsatz in Privathaushalten und Unternehmen auf ein sicheres Niveau zu senken.
Transformatoren sind einfache, kostengünstige Geräte, die am häufigsten in Umspannwerken und an Strommasten in der Nähe von Wohngebäuden installiert werden. In einem Umspannwerkstyp nehmen Transformatoren die vom Kraftwerk erzeugte moderate Wechselspannung auf und erhöhen die Spannung für die Fernübertragung erheblich. Durch die Hochspannung kann der Strom wesentlich effizienter transportiert werden. Andere Umspannwerke reduzieren die Spannung am Ende einer Übertragungsleitung, und der Strom wird dann an ein lokales Netz angeschlossen. An diesem Punkt wird die Spannung weiter verringert, bevor sie in Häuser und andere Gebäude zur Verwendung durch Verbraucher gelangt.
Wechselstrom hat auch den Vorteil, dass er leicht in Gleichstrom umgewandelt werden kann. Dies ist zum Teil deshalb wichtig, weil viele Haushaltskleingeräte nur mit Gleichstrom betrieben werden. Beispielsweise verwenden viele Drucker, Laptops und Ladegeräte ein Netzteil, um den Haushaltswechselstrom in Gleichstrom umzuwandeln. Die Adapter sind bis zu einem gewissen Grad austauschbar und werden normalerweise vom Hersteller mit dem Gerät geliefert. Andererseits ist die Umwandlung von Gleichstrom in Wechselstrom ein kostspieliger Prozess, sodass Wechselstrom die bessere Wahl für eine Standardstromart ist.
Einige Schaltkreistypen verwenden Wechselstrom in erster Linie zum Übertragen von Informationen und nicht zum Übertragen von Elektrizität. Informationsschaltungen, wie sie beispielsweise bei der Telefon- und Funkübertragung verwendet werden, verwenden unterschiedliche Mengen an Spannung, Strom und Frequenz, um genaue Informationen zu übermitteln. Diese Arten von Wechselstromkreisen sind nicht sehr effizient, aber dieses Attribut ist eigentlich gut für Informationsschaltkreise geeignet, da ihr Zweck darin besteht, Daten und nicht elektrische Energie zu übertragen.