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Wechselstrom

Elektrischer Strom, dessen Größe und Richtung sich periodisch mit der Zeit ändern. Er entsteht primär stets in einem elektrischen Generator durch Drehen von Leiterschleifen in einem Magnetfeld (Induktion). Bei gleichmäßiger Drehung ergibt sich eine sinusförmige Wechselspannung, deren Frequenz der Zahl der Umdrehungen je Sekunde entspricht. Die Eisenbahn in Deutschland fährt mit 162/3 Ffz, in Industrie und Haushalt sind 50 Hz gebräuchlich. Generatoren mit drei um 120 Grad versetzten Spulensystemen liefern Dreiphasen- oder Drehstrom. Wechsel- und Drehstrom lassen sich relativ verlustarm fortleiten und ihre Spannungen in Transformatoren verändern. Wechselrichter andererseits formen Gleichstrom in W. um. Elektrodynamik und Elektrotechnik, ein elektrischer Strom, dessen Stärke und Richtung sich – im Gegensatz zum Gleichstrom – periodisch ändert, wobei der zeitliche Mittelwert verschwindet. Wird der zeitliche Verlauf des Stroms bzw. der Spannung durch eine einfache Sinusfunktion beschrieben, so spricht man von einwelligem, sonst von mehrwelligem Sinusstrom. Im letzteren Fall ist die Grundwelle diejenige Sinusschwingung, deren Periode mit der des Wechselstroms übereinstimmt; die sich aus der Fourier-Zerlegung des Schwingungsvorgang ergebenden höherfrequenten Sinusschwingungen heissen Oberwellen (Fourier-Analyse). Die Welligkeit (Klirrfaktor) quantifiziert den Anteil der Oberwellen am gesamten Schwingungsvorgang. Bei technischem Wechselstrom variieren Strom und Spannung mit derselben Frequenz, jedoch phasenverschoben, daher werden die Begriffe Wechselstrom und Wechselspannung meist als Synonyme gebraucht.

Man unterscheidet bei Wechselstrom zwischen dem Augenblickswert i(t) und dem Effektivwert, der derjenigen Gleichstromstärke entspricht, welche in einem Widerstand R dieselbe Joulesche Wärme erzeugen würde.

Wechselstrom wird entweder mit Wechselstromgeneratoren erzeugt, indem die Drehung einer mechanisch angetriebenen Achse durch elektromagnetische Induktion in sinusförmig schwingende elektrische und magnetische Felder umgesetzt wird, oder – seltener – aus Gleichstrom mithilfe eines Wechselrichters.

 

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