AC/DC-Wandler 03:17 min

Textversion des Videos

Transkript AC/DC-Wandler

Das Zusammenspiel zwischen Spannung, Stromstärke und elektrischer Leistung ist entscheidend für unsere gesamte Elektrizitätsversorgung. Je höher die Spannung bzw. die Stromstärke, desto höher ist auch die vorhandene Leistung. Als man Ende des 19. Jahrhunderts mit der kommerziellen Elektrizitätsversorgung begann, floss der Strom zunächst in eine Fließrichtung. Diese Stromart nennt man Gleichstrom oder DC. Um mithilfe des Gleichstroms mehr Leistung produzieren zu können, erhöhte man die Stromstärken. Höhere Stromstärken führen aber durch die entstehende Wärme zu einem riesigen Leistungsverlust in den Stromleitungen, daher kann man elektrische Energie über große Entfernungen nicht mit Gleichstrom übertragen. Es musste also eine andere, geniale Lösung gefunden werden. Einen Strom, bei dem sich die Fließrichtung ständig umkehrt, nennt man Wechselstrom oder AC. Mit der Umkehrung der Fließrichtung ist auch eine Umpolung der Spannung verbunden. Diese Eigenschaft der Wechselspannung ermöglichte es Ingenieuren, Methoden zur Erhöhung der Spannung in Stromleitungen zu entwickeln. Damit kann bei der Übertragung der gleichen Leistung die Stromstärke herabgesetzt werden und so elektrische Energie ohne großen Verlust über lange Strecken transportiert werden. Die Spannung in den Stromleitungen wird durch Transformatoren verändert. Im Wesentlichen besteht ein Transformator aus einem ringförmigen Metallkern, auf dem sich zwei Metallspulen befinden. Die eine Spule hat nur wenige Windungen. Die zweite Spule hat dagegen sehr viele Windungen. Die Wechselspannung in der ersten Spule erzeugt im Eisenkern ein sich änderndes Magnetfeld, das in der zweiten Spule eine Spannung induziert. Die induzierte Spannung in der Sekundärspule ist wegen der größeren Windungszahl höher. Da aber die Leistung konstant bleibt und die Spannung erhöht wird, muss die Stromstärke sinken. Um den Energietransport mit kleinen Stromstärken durchzuführen, wird die Spannung in Überlandleitungsnetzen auf 400.000 Volt hochtransformiert. So hält man die Verluste selbst bei weiten Strecken gering. Aber hochtransformierte Elektrizität ist in dieser Form nicht nutzbar. Die Spannung ist lebensgefährlich hoch und die Stromstärke ist viel zu klein. Um die übertragene elektrische Energie verwenden zu können, wird sie nochmals transformiert, diesmal abwärts. Abspanntransformatoren wandeln die Spannung in brauchbare Voltzahlen um und erreichen damit eine genügend hohe Stromstärke für den Betrieb elektrischer Geräte. Daher sind Transformatoren unverzichtbar, um hohe Spannungswerte für die verlustarme Energieübertragung zu erzeugen und um die hohe Wechselspannung wieder für den Haushaltsbereich nutzbar zu machen.