Wechselstrome 



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Von einem Wechselstrome im engeren 

 Sinne wird auBerdem noch verlangt, daB 

 die gesamte Elektrizitatsmenge, die von 

 ihm wahrend einer ganzen Periode tiber- 

 tragen wird, gleich Null sei. Diese Forde- 

 rung kommt darauf hinaus, daB die von 

 der Stromkurve und der Zeitachse einge- 

 schlossenen Flachenteile F x oberhalb der 

 Zeitachse den Flachenteilen F 2 unterhalb 

 der Zeitachse iuhaltsgleich sein sollen. 1st 

 sie, wie in dem Beispiel der Figur 2 erfiillt, 

 so spricht man auch von einem rein en 

 Wechselstrome. Der Grund hierfiir ist der, 

 daB jeder nicht reine Wechselstrom, wie 

 der in Fignr 1 dargestellte, aufgefaBt werden 

 kann als Summe eines reinen Wechselstromes 

 und eines Gleichstromes i . Man kann 

 namlich stets der Zeitachse durch Parallel- 

 verschiebung eine Lage t' geben, fiir welche 

 die Flachen F x und F 2 einander inhalts- 

 gleich sind (Fig. 3). DaB die Summe des so 



Fig. 3. Zerlegung des peripdisch veranderlichen 



Stromes nach Figur 1 in einen reinen Wechsel- 



strorn und einen Gleichstrom. 



gefundenen reinen Wechselstromes und des 

 Gleichstromes i tatsachlich in jedem Augen- 

 blicke den wirklichen Strom ergibt, ist aus 

 der Figur 3 ohne weiteres ersichtlich. Im 

 ubrigen ist der Verlauf eines reinen Wechsel- 

 stromes innerhalb einer Periode keiner 

 weiteren Bedingung unterworfen; insbe- 

 sondere kann auch die Stromkurve die Zeit- 

 achse innerhalb dieses Zeitraumes mehr- 

 fach durchschneiden. 



Die Theorie der Wechselstromerschei- 

 nungen gestaltet sich am einfachsten unter 

 der Voraussetzung einer sinusformigen 

 Stromkurve (Fig. 4). Da diese Kurvenform 



Fig. 4. Sinusformiger oder einwelliger Wechsel- 

 strom. 



auBerdem groBe praktische Vorteile besitzt, 

 ist man bestrebt, die Wechselstromerzeuger 

 so einzurichten, daB der von ihnen ge- 

 lieferte Strom mb'glichst gen an diesen Verlauf 



hat, was jedoch nicht immer zu erreichen ist. 

 Die theoretische Behandhmg der nicht sinus- 

 formigen Strb'me baut sich auf der Theorie 

 der Sinusstrome auf. Wir wollen deshalb die 

 Betrachtung dieser Strome, die aus dem im 

 dritten Abschnitte zu erorterndenGrunde auch 

 einwellige Strome genannt werden, voran- 

 stellen. Bevor jedoch auf die Gesetze der 

 Wechselstromvorgange eingegangen wird, ist 

 noch einiges liber das Anwendungsgebiet, die 

 Erzeugung und die Messung von Wechsel- 

 stromen und Wechselspannungen zu sagen. 



2. Anwendung und Erzeugung von 

 Wechselstromen. Eines der wichtigsten 

 Anwendungsgebiete des Wechselstromes ist 

 die Uebertragung von Energie auf groBe 

 Entfernungen. Hier ist der Wechselstrom 

 dem Gleichstrom weit iiberlegen, weil der 

 Uebergang von niedriger Spannung auf hohe 

 und umgekehrt beim Wechselstrom leichter, 

 wirtschaftlicher und in weiteren Grenzen 

 moglich ist, als beim Gleichstrom. Das ist 

 wichtig, weil die Spannung, mit der die ver- 

 schiedenen Teile einer Krafterzeugungs- und 

 -verteilungsanlage am wirtschaftlichsten und 

 sichersten zu betreiben sind, fiir jeden dieser 

 Teile im allgemeinen eine andere ist. Fiir 

 die Dynaniomaschinen eines grb'Beren Kraft- 

 netzes werden gewb'hnlich Spannungen zwi- 

 schen 1000 und 15000 Volt verwendet. 

 Die obere Grenze bestimmt sich durch die 

 Schwierigkeit, die Wickelung fiir hohere 

 Spannungen geniigend sicher zu isolieren. 



In der Fernleitung, wo die Isolations- 

 schwierigkeiten leichter zu iiberwinden sind, 

 geht man mit der Spannung haufig noch 

 bedeutend hoher; neuerdings bis 150000 V. 

 Der Vorteil der hohen Spannung ergibt sich 

 hier aus der Beziehung, daB die iibertragene 

 Leistung dem Produkt aus Strom und 

 Spannung proportional ist. Je hoher die 

 Spannung ist, um so geringer wird bei ge- 

 gebener Leistung die Stromstarke und 

 hiermit auch der erforderliche Drahtquer- 

 schnitt und der Preis der Fernleitung. Da 

 die hohe Spannung jedoch gewohnlich den 

 Stromverbrauchern aus verschiedenen Griin- 

 den nicht zugefiihrt werden kann, muB 

 der Wechselstrom an der Verbrauchsstelle 

 zunachst wieder auf die geeignete niedrige 

 Spannung gebracht werden. Die Apparate 

 zur Umwandlung der Spannung eines Wech- 

 selstromes heiBen Transformatoren ; ihre 

 Einrichtung und Wirkungsweise wird in 

 dem Artikel ,, Transformatoren" be- 

 schrieben. 



Die Frequenz des Wechselstromes liegt 

 in elektrischen Kraftnetzen zwischen 15 und 

 60 Perioden. Der niedrige Wert von 15 Perio- 

 den kommt fiir die elektrische Beleuch- 

 tung nicht in Frage, weil sich hierbei die 

 Stromschwankungen bereits in einem hochst 

 unangenehmen Flimmern der elektrischen 



