Was ist der Unterschied zwischen Wechselstrom und Gleichstrom?

Gleichstrom fließt dauerhaft in nur eine Richtung und hat eine feste Polung. Wechselstrom ändert dagegen seine Richtung regelmäßig, weil sich bei der zugehörigen Wechselspannung die Polarität periodisch umkehrt. Bei vielen Anwendungen verläuft der Wechselstrom dabei sinusförmig über die Zeit.

Ist Wechselspannung Wechsel- oder Gleichspannung?

„Wechselspannung“ ist keine Gleichspannung und auch keine Mischung, sondern eine Spannung, deren Polarität regelmäßig wechselt. Dadurch kann auch die Stromrichtung im Stromkreis periodisch umkehren, weshalb man im Zusammenhang dazu von Wechselstrom spricht. Eine typische Form ist der sinusförmige Verlauf.

Was ist sinusförmiger Wechselstrom?

Sinusförmiger Wechselstrom ist Wechselstrom, dessen Stromstärke über die Zeit einer Sinuskurve folgt. Dabei nimmt die Stromstärke positive und negative Werte an, wodurch die Stromrichtung periodisch wechselt. Mathematisch beschreibt man das zum Beispiel mit .

Was ist der Effektivwert bei Wechselstrom?

Der Effektivwert bei Wechselstrom ist der Stromwert, der einer Gleichstromstärke entspricht, die in einem Widerstand die gleiche Leistung umsetzen würde. Für sinusförmigen Wechselstrom gilt . Ein Effektivwert von wirkt leistungsmäßig wie Gleichstrom.

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Wechselspannung

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Was ist Wechselspannung?

(00:13)

Wechselspannung berechnen

(02:48)

Du willst wissen, was die Wechselspannung ist und wie du sie berechnest? Dann schau dir unseren Beitrag und Video an, um mehr darüber zu erfahren!

Inhaltsübersicht

Was ist Wechselspannung?

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(00:13)

Ausschlaggebend bei einer Wechselspannung ist, dass sich die Stromrichtung sehr schnell in regelmäßigen Abständen ändert. Deshalb sprichst du auch von einem Wechselstrom. Die ständige Richtungsänderung entsteht dadurch, dass die Spannung periodisch die Polarität ändert. Unter der Polarität verstehst du dabei die Anordnung der beiden Pole (Plus und Minus) einer Spannungsquelle.

Am häufigsten begegnest du der sinusförmigen Wechselspannung. Das bedeutet, dass du den Verlauf der Spannung und der Stromrichtung mit einer Sinuskurve beschreiben kannst.

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Eine wichtige Größe für die Beschreibung einer Wechselspannung ist der Effektivwert. Der Effektivwert einer Wechselspannung gibt dir an, wie groß eine entsprechende Gleichspannung sein muss, damit sie dieselbe Leistung verrichtet. Hat deine Wechselspannung zum Beispiel einen Effektivwert von 1 V, dann verrichtet sie dieselbe Leistung wie eine Gleichspannung von 1 V.

Wechselspannung — kurz & knapp

Bei einer Wechselspannung ändert sich periodisch die Polarität der Spannung. Aus dieser Änderung folgt somit ein Wechselstrom, der ebenfalls periodisch seine Richtung ändert. Die Wechselspannung kommt zum Beispiel aus der Steckdose.

Wechselspannung — Wichtige Begriffe

Damit du eine Wechselspannung beschreiben kannst, siehst du hier die wichtigsten Begriffe einer sinusförmigen Wechselspannung:

Effektivwert $u_{\text{eff}}$ (V)	Der Effektivwert gibt an, welchen Wert eine Gleichspannung haben müsste, um dieselbe Leistung zu verrichten wie die Wechselspannung.
Scheitelspannung/Amplitude $\widehat{u}_{\texz{max}}$ (V)	Die Scheitelspannung beschreibt das positive oder negative Maximum der Spannungskurve. Bei sinusförmigen Wechselspannungen wird er auch als Amplitude bezeichnet.
Spitze-Spitze-Spannung $\widehat{u}_{\text{ss}}$ (V)	Die Spitze-Spitze-Spannung gibt den Bereich zwischen dem positiven und dem negativen Maximalwert an (Schwingungsbreite).
Periodendauer (s)	Die Periodendauer beschreibt die Dauer einer ganzen Schwingung (Hoch und Tief).
Frequenz (Hz)	Die Frequenz ist ein Maß für die Anzahl an Schwingungen (Hoch und Tief) pro Sekunde. Die Wechselspannung aus der Steckdose besitzt zum Beispiel eine Frequenz von 50 Hz.
Gleichrichtwert (V)	Der Gleichrichtwert ist der Mittelwert des Betrages einer Wechselspannung.

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Wechselspannung berechnen

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(02:48)

Du kannst die verschiedenen Größen zur Beschreibung auch berechnen. Im Folgenden siehst du die Formeln für den Verlauf, den Effektivwert und den Gleichrichtwert für die Wechselspannung und den Wechselstrom.

Verlauf

Der Spannungsverlauf gibt dir die verschiedenen Spannungswerte für eine bestimmte Zeit an.

$u= \widehat{u}_{\text{max}} \cdot \sin{\omega \cdot t}$

u ist die Spannung
$\widehat{u}_{\text{max}}$ ist der Scheitelwert/Amplitude
ω ist die Kreisfrequenz
t ist die Zeit

Den Verlauf gibt es nicht nur bei der Spannung, sondern auch beim zeitlichen Verlauf des Wechselstroms.

$i= \widehat{i}_{\text{max}} \cdot \sin{\omega \cdot t}$

ist die Stromstärke
$\widehat{i}_{\text{max}}$ ist die Amplitude der Stromstärke
ω ist die Kreisfrequenz
t ist die Zeit

Effektivwert

Um den Effektivwert einer Wechselspannung zu berechnen, verwendest du folgende Formel:

$u_{\text{eff}} = \frac{\widehat{u}_{\text{max}}}{\sqrt{2}} \approx 0,7 \cdot \widehat{u}_{\text{s}}$

$u_{\text{eff}}$ ist der Effektivwert der Wechselspannung
$\widehat{u}_{\text{max}}$ ist der Scheitelwert/Amplitude

Das Gleiche gilt auch für den Effektivwert des Wechselstroms:

$i_{\text{eff}} = \frac{\widehat{i}_{\text{max}}}{\sqrt{2}} \approx 0,7 \cdot \widehat{i}_{\text{max}}$

$i_{\text{eff}}$ ist der Effektivwert des Wechselstroms
$\widehat{i}_{\text{i}}$ ist die Amplitude des Wechselstroms

Gleichrichtwert

Der eigentliche Mittelwert muss wegen der regelmäßigen Richtungsänderung der Wechselspannung immer gleich null sein. Deshalb verwendest du stattdessen den Gleichrichtwert. Er ist der Mittelwert des Betrages der Wechselspannung. Um den Gleichrichtwert zu berechnen, benötigst du folgende Formel:

$|u| = \frac{2}{\pi} \cdot \widehat{u}_{\text{max}} \approx 0,64 \cdot \widehat{u}_{\text{max}}$

|u| ist der Gleichrichtwert der Wechselspannung
$\widehat{u}_{\text{max}}$ ist der Scheitelwert/Amplitude

Dasselbe gilt auch für den Gleichrichtwert des Wechselstroms:

$|i| = \frac{2}{\pi} \cdot \widehat{i}_{\text{max}} \approx 0,64 \cdot \widehat{i}_{\text{max}}$

|i| ist der Gleichrichtwert des Wechselstroms
$\widehat{i}_{\text{i}}$ ist die Amplitude des Wechselstroms

Drehstrom

Neben dem Wechselstrom und dem Gleichstrom gibt es auch den Drehstrom. Schau dir unbedingt unser Video dazu an, um zu erfahren, was es damit auf sich hat.

Wechselspannung — häufigste Fragen

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Was ist der Unterschied zwischen Wechselstrom und Gleichstrom?

Gleichstrom fließt dauerhaft in nur eine Richtung und hat eine feste Polung. Wechselstrom ändert dagegen seine Richtung regelmäßig, weil sich bei der zugehörigen Wechselspannung die Polarität periodisch umkehrt. Bei vielen Anwendungen verläuft der Wechselstrom dabei sinusförmig über die Zeit.
Ist Wechselspannung Wechsel- oder Gleichspannung?

„Wechselspannung“ ist keine Gleichspannung und auch keine Mischung, sondern eine Spannung, deren Polarität regelmäßig wechselt. Dadurch kann auch die Stromrichtung im Stromkreis periodisch umkehren, weshalb man im Zusammenhang dazu von Wechselstrom spricht. Eine typische Form ist der sinusförmige Verlauf.
Was ist sinusförmiger Wechselstrom?

Sinusförmiger Wechselstrom ist Wechselstrom, dessen Stromstärke über die Zeit einer Sinuskurve folgt. Dabei nimmt die Stromstärke positive und negative Werte an, wodurch die Stromrichtung periodisch wechselt. Mathematisch beschreibt man das zum Beispiel mit $i = \widehat{i}_{\text{max}} \,\sin(\omega t)$ .
Was ist der Effektivwert bei Wechselstrom?

Der Effektivwert bei Wechselstrom ist der Stromwert, der einer Gleichstromstärke entspricht, die in einem Widerstand die gleiche Leistung umsetzen würde. Für sinusförmigen Wechselstrom gilt $i_{\text{eff}} = \frac{\widehat{i}_{\text{max}}}{\sqrt{2}}$ . Ein Effektivwert von $1\,\text{A}$ wirkt leistungsmäßig wie $1\,\text{A}$ Gleichstrom.

Wechselstrom verstehen

Wechselspannung ist eine Grundform von Wechselstrom in vielen elektrischen Anwendungen. Du beschreibst typische Wechselstromgrößen wie Spannung, Strom, Frequenz und Periodendauer und ordnest sie im Zeitverlauf ein. So erkennst du, wie sich Werte wie der Effektivwert als Vergleich zu einer passenden Gleichspannung einordnen lassen. Weitere Videos dazu findest du in unserem Elektrotechnikbereich.

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