Wechselstrom

Bisher haben wir Spannungen und Ströme betrachtet, die zeitlich konstant sind. Die Wechselspannung, die eine Steckdose bereitstellt, ist sinusförmig und damit über der Zeit nicht konstant.

Gleichspannung einer Batterie (3,7 V) und sinusförmige Wechselspannung der Steckdose (±325 V, 20 ms)

Um zeitlich konstante „Gleichgrößen“ von „Wechselgrößen“ zu unterscheiden, nutzen wir Großbuchstaben für Gleich- und Kleinbuchstaben für Wechselgrößen. Wechselgrößen ändern sich über der Zeit, sie sind nicht konstant. Deshalb geben wir eine Wechselspannung als u(t) an.

Warum sollten wir uns mit Wechselgrößen beschäftigen? Hier einige Anwendungsfelder aus der Praxis:

In der Medizintechnik werden Wechselfeldern für Ultraschall, MRT usw. aus Wechselstrom generiert.
Smartphones kommunizieren über WLAN oder Bluetooth. Beide Funkstandards nutzen Wechselströme, um digitale Informationen („0“ oder „1“) unterscheidbar zu machen. Die Trägerfrequenz bei 2,4GHz beschreibt einen Parameter von Wechselgrößen: Die Frequenz.
In der Energietechnik erfolgt die Umwandlung elektrischer Energie an einem Motor oder Generator in kinetische Energie über Wechselstrom. An jeder Steckdose liegt Wechselspannung an.