Aus Steckdosen kommt in fast allen Ländern Wechselstrom (AC). Viele Geräte brauchen aber Gleichstrom (DC). Was das soll, warum es diese beiden Stromtypen gibt und wie sie genutzt werden, erklären wir hier.
Fazit: Der Unterschied zwischen Gleichstrom und Wechselstrom
Batteriebetriebene Geräte wie Mobiltelefone und Laptops sowie elektronische Schaltungen benötigen Gleichstrom (DC), da sie eine stabile Spannung brauchen (mit Plus- und Minus-Pol wie aus der Physik).
In Ländern wie Deutschland kommt aber Wechselstrom (AC) aus der Steckdose. Warum leitet man also nicht einfach Gleichstrom von den Stromwerken in die Haushalte?
- Das liegt daran, weil sich Wechselstrom kostengünstiger über mittelgroße Entfernungen übertragen lässt und die gelieferte Spannung durch Transformatoren und Netzteile einfacher an das jeweilige elektrische Gerät umgewandelt werden kann.
- Diese haben am Ende ihres Kabels deshalb meistens ein Netzteil („der kleine Klotz“), welcher den Wechselstrom aus der Steckdose in den benötigten Gleichstrom für die Geräte umwandelt.
- Der Wechsel zu Gleichstrom für Haushalte wäre zu ineffizient und teuer, da es erhebliche Änderungen an der bestehenden Infrastruktur und zusätzliche Konverter erfordern würde. Daher bleibt Wechselstrom die bevorzugte Wahl für die allgemeine Stromversorgung.
Was ist Wechselstrom? (AC-Strom)
Wechselstrom (AC = Alternating Current) ändert ständig seine Richtung, ähnlich wie ein Schaukelstuhl, der vor und zurück schwingt. Der Strom, der in Deutschland zu Häusern gelangt und dort aus der Steckdose kommt, ist Wechselstrom mit einer Frequenz von 50 Hz. Das bedeutet, die Polarität wechselt in einer Sekunde 50 Mal.
- Stromrichtung: Der Strom wechselt regelmäßig die Richtung.
- Spannung: Die Spannung (V = Volt) schwankt sinusförmig über die Zeit.
- Polarität: Es gibt keine festen Pole, da die Polarität kontinuierlich wechselt.
- Frequenz: In vielen Ländern beträgt die Frequenz 50 Hz (Europa) bei 230 Volt oder 60 Hz (Nordamerika) bei 120 Volt.
- Anwendung: Haushaltsstromversorgung, industrielle Maschinen, Starkstrom, Elektromotoren, Langstrecken-Hochspannungsleitungen, öffentliche Stromnetze.
- Symbol: Oft durch eine Wellenlinie dargestellt (⏦).
Was ist Gleichstrom? (DC-Strom)
Gleichstrom (DC = Direct Current ) fließt immer in eine Richtung, ähnlich wie Wasser in einem Fluss, das nur in eine Richtung fließt. Dieser Stromtyp wird oft in Batterien verwendet, wie in Spielzeugen, Taschenlampen und Fernbedienungen. Auch viele elektronische Geräte wie Handys und Laptops nutzen Gleichstrom, da sie oft von Batterien betrieben werden.
- Stromrichtung: Der Strom fließt konstant in eine einzige Richtung.
- Spannung: Die Spannung (V = Volt) bleibt konstant (oder ändert sich nur sehr langsam) über die Zeit.
- Polarität: Es gibt feste Pole, also einen Plus-Pol und einen Minus-Pol.
- Anwendung: Batterien, Akkus, Solarzellen, Smartphones, Laptops, Computer und andere elektronische Geräte sowie Netzwerkausrüstung und Rechenzentren.
- Symbol: Oft durch eine gerade Linie mit drei kurzen Strichen darunter dargestellt (⎓).
Gleichstrom für große Entfernungen
Gleichstrom (DC) wird für die Übertragung von Strom über sehr lange Entfernungen und durch Unterseekabel bevorzugt, da er bei hohen Spannungen (über 500.000 Volt) mit verhältnismäßig geringen Verlusten übertragen werden kann. Allerdings benötigt man dann am Anfang und Ende teure Konverteranlagen, die den Gleichstrom wieder in Wechselstrom umwandeln und umgekehrt.
Wechselstrom für örtliche Verteilung
Aus den oben genannten Gründen wird Gleichstrom dann eingesetzt, wenn Strom über lange Strecken transportiert werden soll. Möchte man hingegen Strom bei vielen Abnehmern wie in einer Stadt verteilen, eignet sich Wechselstrom besser, da er sich durch Transformatoren und kleine Netzteile einfacher und kostengünstiger in die benötigte Spannung für entsprechende Geräte umwandeln lässt.
Auch ein wichtiger Unterschied, sind analoge und digitale Signale:
