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Ein Vogel

In diesem Kapitel möchte ich euch die Wechselspannung erklären. Zur Auffrischung zunächst eine kleine Definition der Gleichspannung, die wir ja bereits kennen. Bei einer Gleichspannungsquelle (einer Batterie beispielsweise) gibt es einen Pluspol und einen Minuspol und der Stromfluß besitzt immer die gleiche Richtung, nämlich vom Pluspol zum Minuspol.

Ganz anders verhält sich eine Wechselspannungsquelle. Dort gibt es zwar auch zwei Pole, jedoch keinen festen Plus- und Minuspol. Die beiden Pole wechseln ihre Polarität ständig.

Die Spannungswechsel bei einer Wechselspannung geschehen aber nicht abrupt von Plus nach Minus und wieder zurück, sondern folgen einer Sinusfunktion. Die Spannung steigt langsam an, erreicht ihren Spitzenwert, fällt dann bis auf Null und wechselt die Polarität, wo mit umgekehrten Vorzeichen genau das gleiche passiert. Die weiße Linie (auch Amplitude genannt) in "Window1" zeigt uns das an:

Die Schwingungen bzw. Perioden der Wechselspannung werden in Hertz (benannt nach dem deutschen Physiker Heinrich Hertz) gemessen, wobei ein Hertz als eine Schwingung (blau blinkend) pro Sekunde definiert ist. Man spricht in diesem Zusammenhang auch von der Frequenz einer Wechselspannung.

Die Zeit, die die Wechselspannung für eine Schwingung benötigt, wird als Schwingungs- bzw. Periodendauer bezeichnet und steht in unmittelbarem Zusammenhang mit der Frequenz. Kennen wir die Frequenz, so können wir die Schwingungsdauer berechnen und umgekehrt.

T steht dabei für die Schwingungsdauer in Sekunden und f für die Frequenz in Hertz.

Bei Spannungsangaben zu Wechselspannungen wird meist die Effektivspannung (Ueff) angegeben. Im oben stehenden Beispiel sind das 12 Volt (die gelbe Linie in "Window1"). In einigen Fällen ist aber auch die Spitzenspannung (US) interessant, die als rote Linie in "Window1" zu sehen ist.

Diese Spitzenspannung errechnet sich wie folgt:


und damit liegt sie doch erheblich über der Effektivspannung.

So weit dieses Rechenbeispiel, doch wie erhalten wir eigentlich 12 Volt Wechselspannung? An den Steckdosen in unserer Wohnumgebung messen wir eine (Effektiv-)Spannung von 230 Volt.

Für diese Wandlung auf ein niedrigeres Potenzial ist ein spezielles Bauteil verantwortlich und zwar der Transformator (kurz: Trafo). Wie so ein Trafo aufgebaut ist und welche Vorgänge sich im Inneren abspielen ist das Thema des nächsten Kapitels.

 

 

 




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