Wie sich Gleichstrom von Wechselstrom unterscheidet: Definition und Unterschied zwischen ihnen

Elektrischer Strom wird als Ladungsübertragung oder Bewegung geladener Teilchen zwischen Punkten mit unterschiedlichen elektrischen Potentialen bezeichnet. Ionen, Protonen und/oder Elektronen können eine elektrische Ladung tragen. Im Alltag wird die Bewegung von Elektronen entlang von Leitern fast überall genutzt. Normalerweise gibt es zwei Arten von Elektrizität - abwechselnd und direkt. Es ist wichtig zu wissen, wie sich Gleichstrom von Wechselstrom unterscheidet.

Gleichstrom und Wechselstrom

Jedes Phänomen, das nicht direkt gesehen oder "gefühlt" werden kann, ist anhand von Analogien leichter zu verstehen. Im Fall von Elektrizität können Sie das Wasser in einer Leitung als das nächste Beispiel betrachten. Wasser und Strom fließen durch ihre Leiter - Drähte und Rohre.

• Das Volumen des fließenden Wassers ist die Stromstärke.
• Der Druck im Rohr ist die Spannung.
• Rohrdurchmesser - Leitfähigkeit entgegengesetzt zum Widerstand.
• Volumen pro Druck - Leistung.

Der Druck im Rohr wird von der Pumpe erzeugt - die Pumpe pumpt mehr, der Druck ist höher, es fließt mehr Wasser. Der Durchmesser des Rohres ist größer - der Widerstand ist geringer, mehr Wasser fließt. Die Quelle gibt mehr Spannung ab – mehr Strom fließt. Die Drähte sind dicker - der Widerstand ist geringer, der Strom ist höher.

Als Beispiel kann jede chemische Quelle genommen werden. Stromversorgung - Batterie oder Akku. An seinen Klemmen befinden sich Polbezeichnungen: Plus oder Minus. Wenn Sie eine entsprechende Glühbirne über Drähte und einen Schalter an die Batterie anschließen, leuchtet sie auf. Was passiert dann? Der negative Pol der Quelle emittiert Elektronen - Elementarteilchen, die eine negative Ladung tragen. Durch die Drähte, durch die Schalteranschlüsse und die Lampenspirale bewegen sie sich zum Pluspol und versuchen, das Potenzial der Klemmen auszugleichen. Während der Stromkreis an den Schalteranschlüssen geschlossen ist und sich die Batterie nicht gesetzt hat, laufen die Elektronen spiralförmig und das Licht leuchtet.

Die Bewegungsrichtung der Ladungen bleibt die ganze Zeit unverändert - von Minus nach Plus. Dies ist ein Gleichstrom, er kann pulsieren - schwächen oder zunehmen.

Aus vielen Gründen nur konstante Spannung zu verwenden ist unpraktisch: Nehmen Sie zum Beispiel die Unfähigkeit, Transformatoren zu verwenden. Daher hat sich mittlerweile ein System zum Bereitstellen und Verbrauchen einer Netzwechselspannung entwickelt, für das Haushaltsgeräte geschaffen werden.

Es gibt eine einfache Antwort, was der Unterschied zwischen DC und AC ist. In diesem Beispiel mit einer Glühbirne an einem Anschluss des Netzteils ist die Spannung immer Null. Dies ist ein Neutralleiter, aber auf der anderen - Phase ändert sich die Spannung. Und das nicht nur in der Größe, sondern auch in der Richtung - von Plus nach Minus. Elektronen fließen nicht in geordneten Reihen in eine Richtung, im Gegenteil, sie rauschen hin und her, dieselben Teilchen laufen durch die Glühspirale hin und her und verrichten die ganze Arbeit. Änderung der Bewegungsrichtung des Stroms und gibt das Konzept von "variabel" an.

Zusätzliche Netzwerkparameter

Neben Spannung, Stärke, Leistung und Widerstand/Leitfähigkeit scheinen zwei neue Merkmale die Prozesse zu beschreiben. Diese Parameter sind ebenso wie die ersten vier erforderlich. Wenn Sie einen von ihnen ändern, ändern sich die Eigenschaften der gesamten Kette.

• Die Form.
• Frequenz.

Eine wichtige Rolle spielt die Art der Spannungsänderungskurve. Idealerweise sieht es aus wie eine Sinuskurve mit sanften Übergängen von Wert zu Wert. Abweichungen von einer sinusförmigen Wellenform können zu einer schlechten Netzqualität führen.

Frequenz ist die Anzahl der Übergänge von einem Extremzustand in einen anderen in einer bestimmten Zeit. Der europäische Standard von 50 Hz (Hertz) bedeutet, dass sich die Spannung pro Sekunde plus bis minus 50 Mal ändert und Elektronen hundert Mal die Richtung ändern. Als Referenz: Verdoppelung der Frequenz führt zu einer Vervierfachung der Gerätegröße.

Wenn die Steckdose einen Wechselstrom von 50 Hz und 220 V (Volt) hat, bedeutet dies, dass die maximale Versorgungsspannung im Netz 380 V erreicht. Wo kommt es her? In einem konstanten Netz bleibt der Spannungswert unverändert, bei einer Änderung sinkt oder steigt er. Diese 220 V sind der Wert der Effektivspannung eines sinusförmigen Stroms mit einer Amplitude von 380 V. Daher ist die Form der Werteänderung so wichtig, dass sich bei einer starken Abweichung von der Sinuskurve auch die wirkende Spannung stark ändert.

Die praktische Bedeutung der Unterschiede

So ist es, Wechsel- und Gleichstrom. Was ist der Unterschied, es ist nicht so schwer, es herauszufinden. Es gibt auch einen sehr großen Unterschied. An die Gleichstromquelle können Sie keinen Schweißtransformator oder einen anderen Transformator anschließen. Bei der Berechnung von Isolationen oder Kondensatoren für den Durchbruch wird nicht der effektive, sondern der maximale Spannungswert verwendet. Immerhin kann durchaus der Gedanke aufkommen: "Warum gibt es 400 Kondensatoren im 220-Volt-Netz?" Das ist die Antwort, in einem 220-V-Netz erreicht die Spannung im Normalbetrieb 380 V und bei einem leichten Ausfall sind 400 V nicht die Grenze.

Ein weiteres "Paradoxon". Der Kondensator hat im Gleichstromnetz einen unendlichen Widerstand, und die Leitfähigkeit im Wechselstromnetz ist umso niedriger, je höher die Frequenz, desto niedriger der Widerstand des Kondensators. Bei Spulen ist es anders – eine Erhöhung der Frequenz bewirkt eine Erhöhung des induktiven Widerstands. Diese Eigenschaft wird in einem Schwingkreis genutzt - der Grundlage aller Kommunikation.