Wechselstrom, Spannung, Effektivwert

Wechselstrom, Spannung, Effektivwert

Was 230 Volt Wechselspannung und Effektivwert eigentlich bedeutet.



Gleichstrom

Gleichstrom ist leicht. Der Strom fließt mit (annähernd) gleicher Spannung in eine Richtung. Wenn man die Pole nicht verwechselt und eine falsches Vorzeichen herrausbekommen kann man nicht viel falsch machen. Die Leistung ist einfach das Produkt aus Stromstärke und Spannung:

P=U \cdot I

Grafisch sieht das nicht sehr spektakulär aus:



Aber Wechselstrom…..!!!

Wechselsstrom (=Wechselspannung) ändert ständig die Richtung. In unserem Stromnetz 50 Mal pro Sekunde… und das auch noch Sinusformig! Was heißt denn das überhaupt!?Das heißt dass die Elektronen nicht wie verrückte Hühner in eine Richtung laufen um dann urplötzlich mit der gleichen Energie bzw. Geschwindigkeit in genau die entgegengesetzte Richtung laufen. Der Wechselstrom “schwingt” wie ein glückliches Kind auf einer Schaukel – harmonisch hin und her. Sehr schnell, aber dennoch harmonisch. Dabei kommt die Schaukel eben manchmal zum Stillstand und hat keine kinetische Energie, dazwischen ist sie wieder besonders schnell. Da hat die Schaukel hohe kinetische Energie pro Schaukel mit Kind beladen. (Spannung ist Energie pro Ladung!)
Diese Höchstgeschwindigkeit ist natürlich für das Kind toll, aber wenn man die Energie der Schaukel nutzen möchte (zum Beispielweise um einen Akku zu laden um Gleichstrom zu erhalten) müsste man mit der durchschnittlichen Energie des schaukelden Kinds rechnen und nicht mit den Höchstwerten.

Um das zu berechnen müsste man eine Sinusfunktion integrieren. Das ist eigentlich halb so wild, aber dass haben die Mathematiker für uns schon längst gemacht. Wem es also zu langweilig ist, es nachzurechnen merkt sich einfach das Ergebnis: 😉

Effektivwert


effektivwert
Maximalwert und Effektivwert bei Wechselspannung.

Anmerkungen:
U_{max} wird oft auch als Scheitelwert bezeichnet.
\sqrt{2} = 1,41... (=Diagonale eines Quadrats mit Seitenlänge a=1)


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