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Definition: elektrischer Strom, der periodisch seine Richtung wechselt
Wechselstrom ist ein elektrischer Strom, der periodisch seine Richtung wechselt. Entsprechend ist eine Wechselspannung eine oszillierende elektrische Spannung. Typischerweise schwingen Stromstärke und Spannung sinusförmig mit einer festen Frequenz. Beispielsweise bedeutet die im europäischen Leitungsnetz übliche Frequenz von 50 Hertz (50 Hz), dass die Spannung pro Sekunde 50 mal oszilliert. Für die Eisenbahn werden dagegen 16,7 Hz verwendet.
Die Kombination mehrerer phasenverschobener Wechselströme ergibt Drehstrom. Haushalte und Gewerbe werden normalerweise mit Drehstrom versorgt, und verschiedene Verbraucher von einphasigem Wechselstrom werden z. B. über Haushaltssteckdosen jeweils an eine der drei Phasen (und natürlich den Nullleiter) angeschlossen. Typischerweise können Ströme bis zu 16 A bezogen werden, was eine maximale Leistung von ca. 3,7 kW ergibt. Geräte mit höherer Leistung (z. B. starke Elektromotoren) werden meist über eine Drehstromsteckdose angeschlossen, die alle drei Phasen anbietet, oder auch fest an den Drehstrom angeschlossen.
Heute beruht fast die gesamte elektrische Energieversorgung auf niederfrequentem Wechselstrom und Drehstrom. Der große Vorteil des Wechselstroms (und Drehstroms) gegenüber dem Gleichstrom ist, dass man das Spannungs- und Stromniveau mit Hilfe von Transformatoren mit geringen Verlusten anpassen kann. Insbesondere lässt sich bei einem Kraftwerk die moderate Spannung des Generators mit einem Transformator auf ein hohes Niveau von hunderten von Kilovolt bringen, um die verlustarme Übertragung mit Hochspannungsleitungen zu ermöglichen. Für die Verbraucher wird die Hochspannung dann mit weiteren Transformatoren wieder in Mittel- oder Niederspannung umgewandelt.
Dieses Umspannen war früher nur mit Wechsel- oder Drehstrom praktisch möglich, während heute sehr leistungsfähige Gleichspannungs-Umsetzer existieren, die ebenfalls mit geringen Verlusten arbeiten.
Wechsel- und Drehstrom kann mit Hilfe von Gleichrichtern einfach in Gleichstrom umgewandelt werden. Umkehrt kann aus Gleichstrom mit Hilfe von Wechselrichtern Wechselstrom oder Drehstrom hergestellt werden, wobei die Technik hier allerdings aufwändiger ist als die von Gleichrichtern.
Ein gewichtiger Nachteil von Wechsel- und Drehstrom ist, dass alle Generatoren in einem großen Versorgungsnetz nicht nur mit der gleichen Frequenz, sondern genau synchron arbeiten müssen. Dies verursacht einen hohen technischen Aufwand, der bei Gleichspannungsnetzen nicht nötig wäre. Außerdem erfordern sogenannte Blindströme weitere Maßnahmen und verursachen zusätzliche Leitungsverluste, vor allem bei Erd- und Seekabeln.
Wechselspannungen (vor allem mit Frequenzen, wie sie bei der Energieübertragung üblich sind) sind im Falle von Stromschlägen für Menschen gefährlicher als Gleichspannungen. Dies liegt daran, dass pulsierende Ströme leichter zu Herzkammerflimmern führen können. Diese größeren Gefahren wurden in der Frühzeit der elektrischen Energieversorgung als ein Argument für die Verwendung von Gleichstrom statt Wechselstrom eingesetzt.
Siehe auch: Gleichstrom, Drehstrom, elektrische Energie, Blindstrom, Leistungsfaktor