Dank dem Ohmschen Gesetz wissen wir, dass ein Gleichstrom immer auch eine Gleichspannung zur Folge hat. Daher können wir die beiden Begriffe genau genommen frei verwenden. Sie sehen nun, warum vorher die drei Bereiche vorgestellt wurden, denn gerade Strom und Spannung hängen so sehr zusammen, dass sie anhand der Systeme schlicht nicht verändert werden dürfen und können.

Mit dem Gleichstrom, oder eben der Gleichspannung, haben wir eine natürliche Lösung für Elektrizität bekom-men. Mit denen wurden die vorher vorgestellten Theorien erarbeitet.

Erst mit diesen Erkenntnissen konnten dann die beiden anderen Stromsysteme erschaffen werden und zwischen diesen sollte sogar noch ein grosser Kampf entstehen. Doch dazu später etwas mehr, denn wir müssen den Gleichstrom kennen lernen.

Dabei sollten wir zuerst erfahren, warum denn in diesem Bereich auch fachlich von einem Gleichstrom und nicht von einer Gleichspannung gesprochen wird. Der Grund ist simpel, denn der elektrische Strom ist dafür massgebend.

Dieser fliesst durch einen Leiter und wie er das macht, ist letztlich wichtig. Daher müssen wir wirklich von Gleich-strom sprechen und dieser erklärt sich eigentlich mit dem Namen schon fast selber.

Bei diesem Stromsystem haben wir einen Pluspol und einem Minuspol. Kommen Ihnen die beiden Begriffe bekannt vor? Es sind die beiden Ladungen, zwischen denen eine Spannung entstehen kann. Um diese wieder auszugleichen, fliesst ein Strom in die Richtung des Minuspols. Mehr gibt es nicht und der Strom versiegt, wenn die Ladungen ausgeglichen wurden. Es erfolgt also keine Änderung des Stromes und daher bleibt dieser immer gleich.

Durch die immer in die gleiche Richtung fliessenden Elektronen blieb der Strom daher gleich. Aus diesem Grund wird von Gleichstrom gesprochen. Es muss nicht immer kompliziert sein, denn oft ergaben sich die Namen aus dem Verhalten des elektrischen Stromes und das ist immer so, auch wenn es noch kompliziert werden wird. Mit Gleichstrom ist es wirklich ausgesprochen einfach und das hat auch Auswirkungen.

Weil wir hier einen einfachen Stromfluss haben, können für die Erzeugung dieser Spannung natürliche Elemente genommen werden. Mit diesen kann Gleichstrom erzeugt werden.

Bekannt sind hier sicherlich die Batterien, die aus zwei Metallen bestehen und so eine Spannung abgeben können. Wegen den verwendeten Stoffen können jedoch nur Gleich-spannungen abgegeben werden, denn die Ladungen sind ja definiert worden.

Es wird Zeit, dass wir wieder zu unserem Gewitter kommen. Durch die Reibung werden die Elektronen verschoben und zwei Ladungen erzeugt. Wie diese nun gepolt ist, kann zufällig sein.

Jedoch verändern sie sich nicht mehr, wenn die Ladungen getrennt wurden. Die zwischen diesen erzeugte Spannung kann daher immer grösser werden. Ist sie so gross, dass der Widerstand der Luft überbrückt werden kann, erfolgt die Entladung.

Wir erkennen diese Entladung als Blitz. Den Donner, den viele Leute fürchten ist nur eine Folge davon und er ist harmlos. Mit Hilfe des ohmschen Gesetzes kann sogar berechnet werden, wie hoch die Spannung ist. Durch den nun fliessenden elektrischen Strom können sehr grosse Energiemengen übertragen werden. Eine Ideale Quelle für die Energie. Die aber ausgesprochen schwer zu greifen ist, denn der Blitz schlägt oft dort ein, wo er will.

VORTEIL: Der grosse Vorteil des Gleichstromes ist diese natürliche Lösung. Mit sehr einfachen Mitteln kann eine Spannung erzeugt werden. In Form von Batterien kann diese genutzt werden. Erkannt wurde das schon sehr früh und die Lösungen aus Zink und Kohle waren viele Jahre gut, denn die Unterschiede zwischen diesen Metallen ergaben immer eine Spannung von 1.5 Volt. Sie kennen solche Produkte vermutlich von zu Hause.

Ein weiterer Vorteil ist der Widerstand. Dieser sollte in der Theorie nicht verändert werden. Jedoch muss vor dem Austausch der Ladungen ein leicht höherer Wert überwunden werden. Wenn dann der Stromfluss eingesetzt hat, ist der Widerstand geringer und das führt dazu, dass die Verluste in den Leitungen sehr gering sind und das kann man sogar bei langen Leitungen nutzen. Jedoch kommen dann auch die Probleme.

NACHTEIL: Der grosse Nachteil von Gleichstrom ist, dass dessen Spannung nicht mehr verändert werden kann. Die von der Quelle abgegebenen Werte müssen genutzt werden. Bei langen Leitungen sollte aber eine höhere Spannung genutzt werden, denn so können die Verluste deutlich gemildert werden. Wie das erfolgt, erfahren wir später. Bei Gleichstrom ist das schlicht nicht möglich. Trotzdem wird er immer noch verwendet.

Zudem bietet Gleichstrom eine grosse Gefahr. Da hier der Stromfluss nach der erwähnten Überwindung des Widerstandes dauerhaft fliesst, kann eine Entladung kaum mehr aufgehalten werden, denn diese wird erst Unterbrochen, wenn die Spannung für den Widerstand zu gering ist. So lange das jedoch nicht der Fall ist, bleibt der Stromfluss bestehen. Wenn wir uns den Gefahren zuwenden, werden wir das Problem sehen.

Genau dieser Effekt mit dem Widerstand ist der Grund, warum ein Blitz nur kurz erfolgt. Die Elektronen werden so schnell ausgeglichen, dass die Spannung schnell fällt und der Blitz löscht. Da jedoch die Ladungen immer wieder erhöht werden, erfolgt ein weiterer Blitz. Erst wenn die Ladungen nicht mehr aufgeladen werden, ist nicht mehr mit Blitzen zu rechnen. Daher enden Gewitter auch wieder und das ist gut.

Am Grundsatz, dass der Strom die Spannung beeinflusst, ändert sich jetzt nichts. Daher können wir auch hier den Begriff Wechselspannung frei verwenden. Ist eine Wechselspannung vorhanden, kann sich nur ein Wechselstrom einstellen. Jedoch verhält sich hier der elektrische Strom anders als wir vorher erfahren haben, denn wir haben eine technische Lösung, die natürlich nicht entstehen kann.

Bei einem Wechselstrom ändert sich die Richtung des Stromes. Er wechselt also die Richtung und daher wurde dieser Name gewählt. Spannend wird es je-doch, wenn wir die Erzeugung ansehen, denn dort wird im Grunde ein Gleichstrom erzeugt.

Jedoch ändert sich diese Richtung immer wieder und so entsteht der Stromfluss in zwei Richtungen. Dabei ist bei diesem Stromsystem wichtig, wie oft dieser Wechsel in einer definierten Zeit erfolgt.

Die Anzahl Änderungen der Flussrichtung wird Fre-quenz genannt. Dabei wird hier angegeben wie oft das im Zeitraum einer Sekunde erfolgt. Wobei genau genommen nicht die Anzahl genommen wird, sondern die Zeit, bis sich wieder der ursprüngliche Stromfluss einstellt.

Der effektive Wechsel erfolgt daher immer in der dop-pelten Anzahl und wir müssen uns diesem Thema etwas genauer annehmen, denn nur so verstehen wir die Frequenz.

Als Einheit für die Frequenz wird Hertz verwendet. Es schreibt sich wirklich so und auch hier ist diese einem Physiker zu verdanken. Heinrich Rudolf Hertz wurde am 22. Februar 1857 in Hamburg geboren. Dabei handelte es sich um einen jüdischen Namen. Da jedoch der Vater zum Christentum konvertierte, war das nicht mehr so zu erkennen. Auch dieser Physiker sollte grosse Taten vollbringen und kann er mit Volta und Ampère mithalten.

Hertz gelang es als erster die elektromagnetischen Wellen nachzuweisen. Damit war der Wechselstrom entstanden. Diese Entdeckung erfolgte 1886 und somit nur wenige Jahre vor dem Tod. Heinrich Rudolf Hertz verstarb am 1. Januar 1894 in Bonn und dank der nach im benannten Einheit bleibt er auch weiterhin bekannt. Die Einheit Hertz wird in der abgekürzten Form Hz genannt. Doch wir wollen diesen Wechsel betrachten.

Der Wechsel erfolgt fliessend und dieser Ablauf wird als Sinuskurve bezei-chnet. In der abgebildeten Grafik ist so eine Sinuskurve zu erkennen. Mit der Sinuskurve erkennen wir, dass sich der Stromfluss in einer bestimmten Zeit verändert und dann seine Richtung ändert. Danach erfolgt der Aufbau wieder auf die gleiche Weise. Die Frequenz gibt an, wie oft die Nulllinie in der gleichen Richtung passiert wird.

Wichtig bei dieser Frequenz ist, dass alle im Stromkreis verbauten Geräte da-zu passen müssen. Einzig der einfache Widerstand ist davon nicht betroffen. Zusätzlich ist es so, dass Bauteile für unterschiedliche Frequenzen nicht beliebig kombiniert werden können.

Eine einmal gewählte Frequenz kann nicht mehr direkt verändert werden und daher sind bei diesem Stromsystem sehr grosse Differenzen vorhanden, die immer wieder für Probleme sorgen.

VORTEIL: Wenn wir den Vorteil von Wechselstrom ansehen, dann erkennen wir auch, warum er sich durchsetzen konnte. Es ist mit einfachen Lösungen möglich die Wechselspannung in der Wertigkeit zu verändern.

Daher können diese Werte nach Belieben eingestellt werden. Das führt dazu, dass durch höhere Spannung die in den Leitungen vorhandenen Verluste kompensiert werden können und das wirkt sich bei langen Leitungen aus.

NACHTEIL: Es gibt gegenüber dem Gleichstrom nicht viele Vorteile, jedoch viele Nachteile. So kann Wechselstrom nicht mit natürlichen Methoden erzeugt werden. Es muss also immer eine künstliche Quelle vorhanden sein. Das ist jedoch in den modernen Stromkreisen für Wechselstrom nicht so schlimm. Jedoch kann daher auch keine Speicherung erfolgen. Der Wechselstrom muss unverzüglich genutzt werden.

Ein weiterer Nachteil ist der schon beim Gleichstrom erwähnte Widerstand, der überwunden werden muss, dass der Strom fliesst. Nach jeder Passage der Nulllinie muss dieser erneut überwunden werden. Daher sind in Leitungen für Wechselstrom höhere Verluste vorhanden, als das beim Gleichstrom der Fall ist. So gesehen ist dieses Stromsystem eigentlich gar nicht so gut und trotzdem wird heute nahezu überall damit gearbeitet.

Auch wenn wir viele Probleme gegenüber dem Gleichstrom haben, sind die wenigen Vorteile so gut, dass sich der Wechselstrom durchsetzen konnte. Durch die hier möglichen Veränderungen der Spannungen können viele Nachteile aufgefangen werden und so bleiben wirklich kaum mehr Nachteile übrig und wir müssen ein paar Beispiele ansehen, denn dank der Frequenz kann mit Wechselstrom sehr viel umgesetzt werden.

Heute üblich sind Stromkreise, die für eine Frequenz von 50 Hertz ausgelegt wurden. Diese sind an vielen Orten in den Netzen der Landesversorgung vorhanden. Ausnahmen davon können jedoch auch mit einer Frequenz von 60 Hertz arbeiten und das ist in den USA der Fall. Bahnen kennen zudem noch einen geringeren Wert, der bei 16.7 Hertz liegt. Jedoch kann der Wechselstrom noch viel mehr und da kommen wir zu anderen Frequenzen.

Durch Erhöhung der Frequenzen können die Schwingungen von Wechselstrom sogar gehört werden. Diesen Effekt nutzt man bei Lautsprechern. Die dort erzeugten Töne entsprechen einer definierten Frequenz und so können wir die Schallwellen erkennen, die sogar nach dem gleichen Prinzip arbeiten, wie das bei Wechselstrom der Fall ist. Sie sehen, es ist wirklich sehr viel mit diesem Stromsystem möglich und das führte zum Erfolg.