Drehstrom, Wechselstrom

Wie in einem Rohrsystem das Wasser fließt, bewegen sich in einem Stromkreislauf negativ geladene Elektronen. Diese bewegten Teilchen werden als elektrischer Strom bezeichnet. Um die Teilchen in Bewegung zu setzen, benötigt man eine Spannungsquelle, z. B. eine Batterie, mit einem Plus- und einem Minuspol. Die negativen Elektronen wandern zum Pluspol, es entsteht ein Gleichstrom. Die Stärke des Stroms ist abhängig von der Anzahl der fließenden Elektronen.

Neben dem Gleichstrom unterscheidet man noch zwischen Wechsel- und Drehstrom, der in zeitlichen Abständen bedingt durch den Wechsel des Plus- und Minuspols seine Richtung ändert. Bei schnellen Wechseln der Pole schwingen die Elektronen nur noch minimal hin und her.

Wechsel- und Drehstrom basieren auf dem elektrodynamischen Prinzip. In jedem Fahrraddynamo wird auf diese Weise eine Spannung erzeugt. Mit Hilfe eines rotierenden Magneten wird an einer Kupferdraht-Spule ein Wechselstrom erzeugt. Der drehende Magnet mit seinem Plus- und Minuspol sorgt dafür, dass die Elektronen in der Spule durch das veränderte Magnetfeld ständig ihre Richtung ändern. Die Elektronen im Kupferdraht pendeln hin und her.

Die Stärke und die Richtung des Stroms in der Spule sind abhängig von der Stellung des Magneten. Innerhalb einer Umdrehung erreicht die Stromstärke bei unterschiedlicher Richtung zweimal ihren Höchstwert. Ebenfalls ist die Stromstärke zweimal gleich Null. Diese Pendelbewegung des Stroms bezeichnet man als eine Phase. Stromstärke und Richtung des Stroms sind analog zu einem schwingenden Pendel zu sehen.

Beim Haushaltsstrom wechselt die Stromrichtung hundertmal pro Sekunde. Die Frequenz des Stromes gibt an, wie oft pro Sekunde der Strom in dieselbe Richtung fließt. Der europäische Haushaltsstrom besitzt eine Frequenz von 50 Hertz (Hz).

Drehstrom (Dreiphasenwechselstrom) setzt sich aus drei Wechselströmen zusammen. Der Dynamo ist so konstruiert, dass drei Spulen auf einer Kreisbahn im selben Abstand zueinander angeordnet sind. Den Mittelpunkt bildet ein Magnet. Durch die Rotation des Magneten werden die Höchstwerte der erzeugten Stromstärke in den drei Spulen in einem Abstand von einer drittel Drehung (Phase) nacheinander erreicht. Die elektrischen Ströme sind um eine drittel Phase verschoben (siehe Grafik).