Verwandte Begriffe: Gleichspannung; Gleichstrom; Netzfrequenz; Netzstrom; Wechselspannung; Wechselstrom
Elektrischer Strom kann fließen, wenn eine elektrische Spannung zwischen zwei Polen anliegt und mit einem leitfähigen Kabel verbunden wird. Die Spannung wird in Volt gemessen, die Stromstärke in Ampère.
Gleichstrom (DC)
Von Gleichspannung und Gleichstrom (DC: engl. direct current) wird gesprochen, wenn Minuspol und Pluspol fest sind, sich nicht verändern, beispielsweise bei Autobatterien oder Solarakkus. Photovoltaikanlagen und Brennstoffzellen geben daher Gleichstrom ab. Die nutzbare Leistung eines DC-Generators (Wirkleistung) berechnet sich aus dem Produkt aus Gleichspannung und Gleichstrom. Zwischen beiden gibt es keine Phasenverschiebung. Batteriegetriebene E-Autos, Computer, Laptops und Smartphones funktionieren mit Gleichstrom. Werden sie von Stromnetzen geladen, brauchen sie einen AC/DC-Inverter, um den Netzwechselstrom auf Gleichstrom umzusetzen. Im Volksmund wird der Inverter auch als Netzteil bezeichnet.
Photovoltaikanlagen und Brennstoffzellen erzeugen also Gleichstrom. Stromspeicher nehmen Gleichstrom auf und geben ihn wieder ab.
Wechselstrom (AC)
Um Gleichstrom allerdings ins Stromnetz einzuspeisen oder für übliche Stromverbraucher (z.B. Großgeräte) zu nutzen, braucht es Wechselstrom (AC: engl. alternate current) mit der Netzfrequenz 50 Hertz (in Europa). Beim Wechselstrom des Stromnetzes wechseln sich Minuspol und Pluspol innerhalb von einer Sekunde 50 Mal ab. In den USA beträgt die Netzfrequenz 60 Hertz. Stromstärke und Spannung sind gegeneinander in ihrer Phasenlage verschoben. Die Verschiebung wird als Wirkleistungsfaktor Cosinus Phi bezeichnet (meist 0,95 in deutschen Stromnetzen). Die nutzbare Wirkleistung wird aus Stromstärke mal Spannung mal Cosinus Phi berechnet.
Mit Spulen und Trafos (Induktivitäten) ausgestattete elektrische Verbraucher entnehmen dem Stromnetz eine gewisse Energiemenge, um ihre Magnetfelder aufzubauen. Diese nicht nutzbare Leistung wird beim Abbau der Magnetfelder ans Netz zurückgegeben und als Blindleistung bezeichnet. Sie belastet die Generatoren und Transformatoren im Stromnetz.
Wirkleistung und Blindleistung stehen senkrecht aufeinander und ergeben nach dem Satz des Pythagoras die Scheinleistung in Wechselstromsystemen.
Rotierende Generatoren wie auf den Wellen der Turbinen in fossil-nuklearen Kraftwerken, dezentralen Dieselgeneratoren, motorgetriebenen BHKW und Windräder erzeugen Wechselstrom.
Trivia
Spätestens jetzt sollten Sie eine Idee davon haben, woraus sich der Bandname AC/DC ableitet.