Alle Spannungsquellen, die bisher zum Einsatz kamen, waren Gleichspannungsquellen. Spannungsquellen sowie auch Steckdosen geben jedoch eine Wechselspannung heraus. Aber was ist das überhaupt?
Bei einer Wechselspannung wechselt periodisch (also in einer bestimmten Zeitabfolge) die Polarität. In den meisten Fällen erfolgt diese Änderung sinusförmig. Der Spannungs-/Zeitverlauf sieht also so aus:
Anfangs beträgt die Spannung 0V. Bis Nach ¼ der Periodendauer ist die Spannung auf ihr Maximum angestiegen, sinkt danach wieder ab. Nach der Hälfte der Zeit beträgt die Spannung wieder 0V und sinkt bis ¾ auf das Minimum von -100%. Danach steigt die Spannung wieder auf 0V bis zum Ende der Periode und ab da an wiederholt sich der Vorgang immer wieder.
Im Kern handelt es sich hierbei auch um unser erstes "Signal", nämlich dem "Sinus- Signal".
Die Frequenz gibt an, wie oft sich eine Periode (also das zwischen 0 und 1 in der Grafik) in einer Sekunde wiederholt. Gemessen wird die Frequenz in Hz (Hertz). Der Formelbuchstabe ist ein kleines f.
Wiederholt sich eine Periode also 50mal in einer Sekunde, hat das Signal/die Spannung eine Frequenz von 50Hz.
Die Zeit, wie lange eine Periode andauert, lässt sich ebenfalls durch die Frequenz berechnen.
Bei einem Signal von 2Hz wiederholt sich die Periode 2mal in der Sekunde. Eine Periode dauert eine halbe Sekunde, sprich 500ms. Bei 4Hz entsprechend 250ms usw. Die Zeit ist also der Kehrwert der Frequenz in Sekunden.
t = 1/f
Normalerweise wird bei einer Wechselspannung der Effektivwert angegeben. Das heißt: Man würde einen gerade Strich ziehen, der so hoch ist, dass die Fläche darunter der Fläche unter der Sinuswelle entspricht. Eine Wechselspannung mit einem Effektivwert von 12V heizt einen Widerstand mit 12V Gleichspannung gleich stark auf.
Bei einer Wechselspannung mit 12V Spitzenspannung wird der Widerstand nicht so warm, da er nur ganz kurz mit den vollen 12V versorgt wird, dazwischen aber mit weniger, was sich auf die Wärmeentwicklung auswirkt.
Die Spitzenspannung erhält man, indem man den Effektivwert mit √2 (1,4142) multipliziert. 230V Wechselspannung hat also Spitzenwerte von 325V.
Das muss bei Schaltungen beachtet werden! Ein Bauteil, das an 230V Wechselspannung angeschlossen ist, sollte 350V vertragen können, 230V reicht nicht aus.
