Der Unterschied zwischen Gleich- und Wechselstrom

Wer schon einmal einen Blick auf die Rückseite seines Laptop-Netzteils geworfen hat, ist dabei vielleicht über die Abkürzung AC gestolpert. AC steht für „alternating current“. Auf Deutsch bedeutet das „Wechselstrom“. Wechselstrom ist eine Art von elektrischem Strom, bei dem die Elektronen ständig ihre Richtung ändern.

Das Gegenteil von AC ist DC, der sogenannte „direct current“ beziehungsweise Gleichstrom. Hier fließen die kleinen Ladungsträger die ganze Zeit über konstant in dieselbe Richtung.

Wechselstrom (AC) ändert seine Richtung periodisch, also in festen zeitlichen Abständen. Dabei wechselt die Stromstärke immer wieder vom Plus- zum Minuspol. Optisch kann man sich das etwa so vorstellen:

Im zeitlichen Verlauf entsteht durch das Hin- und Herwechseln zwischen dem Plus- und dem Minuspol eine Wellenbewegung oder Sinuskurve:

Wie häufig die Stromrichtung pro Sekunde wechselt, wird dabei mit der Frequenz in der Einheit Hertz (Hz) angegeben. Ein Beispiel: Die Stromnetze in Europa werden mit 50 Hz betrieben. Das bedeutet, die Richtung der Elektronen ändert sich 50-mal pro Sekunde.

Wechselstrom entsteht, wenn eine Spannungsquelle, zum Beispiel ein Generator, ein Magnetfeld erzeugt und eine Spule sich darin dreht. Die Bewegung der Spule erzeugt dann elektrischen Strom, der seine Richtung ständig ändert – also Wechselstrom.

Beim Gleichstrom (DC) bewegen sich die Elektronen innerhalb eines Stromleiters immer in dieselbe Richtung, nämlich vom Minuspol zum Pluspol.

Den zeitlichen Verlauf des Gleichstroms kann man sich folglich wie eine gerade Linie vorstellen – keine Kurve wie beim Wechselstrom:

Nicht immer werden die unterschiedlichen Stromarten durch ihre Abkürzungen AC oder DC, beispielsweise auf Elektrogeräten, gekennzeichnet. Oft finden sich auch nur die entsprechenden Zeichen für Gleich- und Wechselstrom:

Aus einer haushaltsüblichen Steckdose in Europa kommt Wechselstrom mit einer Spannung von 230 Volt. Viele Elektrogeräte werden mit Wechselstrom betrieben (siehe weiter unten). Für den Herd mit Backofen, die Wärmepumpe zum Heizen des Hauses oder das Laden des E-Autos (siehe unten) darf es allerdings gerne etwas mehr sein: Diese Geräte und Vorgänge benötigen eine Wechselspannung von 400 Volt und werden deshalb an den Dreiphasenwechselstrom (umgangssprachlich Starkstrom) angeschlossen, der über das Niederspannungsnetz – also das lokale Verteilnetz – zu den Wohngebäuden transportiert wird.

Doch Vorsicht! Starkstromgeräte müssen zwingend an die entsprechenden Starkstromsteckdosen (CEE-Steckdosen) angeschlossen werden. In einer normalen 230-Volt-Steckdose könnten die Kabel wegen der Hitzeentwicklung schmelzen, was im Extremfall zum Kabelbrand führen kann. Weitere Infos zur europäischen 230-Volt-Netzspannung  und warum man in anderen Ländern andere Stecker verwendet, bekommen Sie in unserem Faktencheck.

Wie oben beschrieben, steckt Gleichstrom vor allem in Batterien und somit in allen batteriebetriebenen Geräten. Aber auch viele moderne elektrische Geräte wie Laptops benötigen Gleichstrom. Damit sie trotz des Wechselstroms aus der Steckdose verwendet werden können, kommt ein Netzteil zum Einsatz, das den Wechselstrom in Gleichstrom umwandelt. Manche Geräte haben auch einen integrierten Akku, der diese Aufgabe übernimmt.

Da sich die Stromspannung bei Wechselstrom sinusförmig zwischen einem maximalen und einem minimalen Wert verändert, lässt er sich mithilfe von Transformatoren relativ einfach an unterschiedliche Spannungsniveaus anpassen. Dies ermöglicht ein eng verknüpftes Wechselstromnetz, in dem Energie an jeder beliebigen Stelle eingespeist oder entnommen werden kann. Dadurch wird eine zuverlässige und flächendeckende Stromversorgung gewährleistet. Ein wesentlicher Nachteil von Wechselstrom besteht jedoch in den erheblichen Übertragungsverlusten, die bei der Stromübertragung über große Entfernungen auftreten.

Gleichstrom eignet sich hingegen sehr gut, um Energie über große Distanzen zu transportieren. Er wird deshalb beispielsweise auch für die Energieversorgung von Bohrinseln, Förderplattformen oder Windkraftanlagen verwendet. Der Nachteil ist allerdings, dass Gleichstromleitungen nur als Punkt-zu-Punkt-Leitungen – also ohne Abzweigungen beziehungsweise Verknüpfung mit dem Stromnetz – gebaut werden können. An den beiden Endpunkten einer Leitung benötigt es daher sogenannte Konverter oder Wechselrichter, die den Gleichstrom wieder in Wechselstrom umwandeln. Ob AC oder DC besser ist, hängt also von ihrem Verwendungszweck ab.