In der heutigen Welt nutzen wir sowohl AC (Wechselstrom) als auch DC (Gleichstrom) Strom für eine Vielzahl von Anwendungen, von der Stromversorgung in Haushalten bis hin zum Betrieb von Fahrzeugen. AC und DC Strom – Was versteht man darunter? In diesem Artikel erklären wir die Grundlagen, die Vorteile und Nachteile sowie die Anwendungen der beiden Stromarten und warum sie so wichtig für die moderne Energieversorgung sind.
Nicht nur eine Rockband – Was genau ist AC und DC Strom?
Es gibt zwei grundlegende Methoden des elektrischen Stroms: Gleichstrom (DC) und Wechselstrom (AC), die beide auf unterschiedliche Weise Energie transportieren.
AC und DC Strom: Was ist AC-Strom?
Bei Wechselstrom (AC) ändert sich die Richtung des Stromflusses hingegen kontinuierlich. Dieser wird meist in Haushalten und in der Industrie verwendet. Der AC-Strom wird hauptsächlich in Kraftwerken und über Transformatoren zu den Haushalten transportiert. Die Steckdosen in unseren Häusern liefern diesen Strom, der sich durch seine Fähigkeit auszeichnet, über weite Entfernungen mit minimalen Verlusten transportiert zu werden.
AC und DC Strom: Vorteile und Nachteile von AC-Strom
Vorteile:
- Die erzeugte Spannung kann einfach mit einem Transformator erhöht oder verringert werden. Das hilft, den Energieverlust bei der Stromübertragung über große Entfernungen zu minimieren.
- Bei der Übertragung von Strom über große Entfernungen bei Hochspannung entstehen bei AC weniger Energieverluste als bei DC.
- Haushaltsgeräte sind weitgehend für AC-Stromquellen verfügbar, da AC eine effiziente Stromverteilung ermöglicht.
Nachteile:
- Da die Spitzenspannung bei Wechselstrom höher ist, stellt AC-Strom ein höheres Risiko als DC dar.
- AC-Wellenformen (Wellenformen zeigen, wie sich Strom oder Spannung über die Zeit verändert) können durch bestimmte Geräte, die elektromagnetische Felder erzeugen oder speichern, leicht verzerrt werden
- Die Installation von AC-Stromquellen erfordert mehr Vorsichtsmaßnahmen als bei DC aufgrund des höheren Schockrisikos.
AC DC Strom: Verwendungen von AC-Strom
AC-Strom wird aufgrund seiner zahlreichen Vorteile weit genutzt, besonders wegen seiner Fähigkeit, über lange Distanzen mit minimalen Energieverlusten transportiert zu werden, doch welche Geräte verwenden AC-Strom?
- AC-Strom für die Stromverteilung bevorzugt, da er sich effizient über Entfernungen übertragen lässt.
- Steckdosen, die in der Regel 120 Volt AC-Strom liefern, machen AC zum Standard für Haushaltsstrom.
- AC-Strom spielt eine wesentliche Rolle in verschiedenen industriellen und Fertigungsprozessen wie der Metallbearbeitung, chemischen Verarbeitung und der Produktionsstraße.
- AC-Strom ist zur primären Energiequelle für verschiedene Transportsysteme wie elektrische Züge, Autos, Busse und Flugzeuge geworden.
AC und DC Strom: Was ist DC-Strom?
Beim Gleichstrom (DC) fließt der Strom in eine konstante Richtung, ähnlich wie der stetige Fluss eines Flusses. Dieser wird häufig in Geräten verwendet, die auf stabile und gleichmäßige Energie angewiesen sind, wie zum Beispiel Batterien, Akkus und Solarzellen, die in allem von tragbaren Geräten wie Smartphones und Laptops bis hin zu erneuerbaren Energien wie Solarenergie eine wichtige Rolle spielen.
Vorteile und Nachteile von DC-Strom
Vorteile:
- DC fließt gleichmäßig durch den gesamten Drahtquerschnitt, was den Energieverlust durch den sogenannten „Haut-Effekt“, der bei AC auftritt, insbesondere bei Kurzstrecken- oder Niedrigstromgeräten, verringert.
- DC-Strom hat keinen Phasenfaktor, was bedeutet, dass DC im Gegensatz zu AC gespeichert werden kann.
- DC-Systeme verursachen allgemein weniger Verluste, und der übertragene Strom ist hoch.
Nachteile:
- DC-Systeme sind aufgrund höherer Isolationsanforderungen teurer.
- Im Gegensatz zu AC kann das Spannungsniveau von DC nicht leicht verändert werden, ohne dabei beträchtliche Energie zu verlieren.
- DC kann nicht über lange Entfernungen übertragen werden, da es zu einem Spannungsabfall kommt.
Verwendungen von DC-Strom
- DC-Strom wird verwendet, um die Batterien von Elektroautos, Bussen und Lkw aufzuladen. Schnellladestationen, welche Gleichstrom verwenden, können eine hohe Leistung liefern, um die Batterie in wenigen Minuten aufzuladen und längere Fahrten zu ermöglichen.
- DC-Strom wird immer häufiger in der Telekommunikations- und Computerbranche genutzt, um Mobilfunkmasten, Rechenzentren und Server zu betreiben.
- DC-Strom wird von Solarmodulen erzeugt und kann auch aus Batterien, Brennstoffzellen und thermoelektrischen Generatoren stammen. In erneuerbaren Energiesystemen wird der DC-Strom oft in Batterien gespeichert, um überschüssige Energie für späteren Gebrauch zu halten. DC-zu-AC-Wechselrichter werden verwendet, um DC-Strom in AC-Strom umzuwandeln, der in das Netz eingespeist oder in Gebäuden genutzt werden kann.
- DC-Strom wird oft verwendet, um Smartphones, Notebooks, Kopfhörer sowie Haushaltsgeräte schneller aufzuladen, da dieser eine höhere Leistung und größere Effizienz liefern kann.
Warum brauchen wir AC und DC Strom?
Der Grund, warum wir beide Arten von Strom benötigen, liegt in ihren einzigartigen Eigenschaften und bevorzugten Anwendungsbereichen. AC-Strom ist effizienter für die Übertragung über lange Entfernungen und kann einfach in der Spannung verändert werden, was ihn für die Stromversorgung von Haushalten und Industrien bequemer macht. Es ist auch einfacher, AC in DC umzuwandeln als umgekehrt, weshalb viele elektronische Geräte AC-Strom als Eingang verwenden und ihn dann in DC für die interne Nutzung umwandeln.
DC-Strom ist dagegen notwendig für Anwendungen, die einen stabilen und kontinuierlichen Strom benötigen, wie elektronische Geräte, Elektrofahrzeuge und andere batteriebetriebene Systeme. Er wird auch in erneuerbaren Energiesystemen verwendet, wie etwa in Solarmodulen, die DC-Strom erzeugen. Beide Stromarten erfüllen also verschiedene Aufgaben, je nach den spezifischen Anforderungen der jeweiligen Anwendung.
