Gleichstrom, Wechselstrom und Hertz. Zum Zeigen nach Sägewerk-Panik.
Strom heisst: Elektronen bewegen sich im Draht. Die Frage ist nur, wie.
Stark verlangsamt · Folgt dem gelben Elektron
Die Elektronen fliessen immer in dieselbe Richtung, Runde um Runde. Wie das Seil der Säge, wenn ihr das Mausrad immer gleich herum dreht.
Stark verlangsamt · Folgt dem gelben Elektron
Die Elektronen pendeln hin und her und kommen kaum vom Fleck. Wie das Seil der Säge, wenn ihr die Maus hin und her bewegt: links, rechts, links, rechts.
| Im Sägewerk | Beim Strom |
|---|---|
| Eure Hand (Maus) | Stromquelle: Batterie oder Generator |
| Seil, überall gleichzeitig in Bewegung | Elektronen im Draht |
| Reibung im Holz, Sägemehl, Wärme | Lampe: Der Glühdraht wird heiss und leuchtet |
| Seil läuft im Kreis (Mausrad) | Gleichstrom: eine Richtung |
| Seil fährt hin und her (Maus) | Wechselstrom: hin und her |
| Hz-Anzeige beim Wechselstrom | Frequenz: wie oft pro Sekunde hin und her |
| Nagel im Holz, Seil reisst | Zu viel Strom, die Sicherung springt raus |
Die Lampe braucht Bewegung, keine bestimmte Richtung. Die Elektronen stossen sich im dünnen Glühdraht, der Draht wird heiss und leuchtet. Ob sie dabei vorwärts oder rückwärts flitzen, ist ihm egal.
Genau so sägt im Spiel auch das Seil, das nur hin und her fährt. Der gelbe Punkt kommt nie an, und trotzdem fällt Sägemehl.
Gut zu wissenElektronen fliessen vom Minuspol (−) zum Pluspol (+). In vielen Schaltplänen zeigt der Pfeil trotzdem von + nach −. Diese Richtung wurde festgelegt, bevor man die Elektronen kannte.
Keine Stromart ist besser. Jede passt zu anderen Aufgaben.
| Gleichstrom DC | Wechselstrom AC | |
|---|---|---|
| Richtung | Immer gleich | Wechselt dauernd, 100-mal pro Sekunde |
| Frequenz | 0 Hz | 50 Hzin der Schweiz und in ganz Europa |
| Woher | Batterie, Akku, Solarzelle, Netzteil | Generator im Kraftwerk, Steckdose |
| Spannung | 1.5 V Batterie, 3.7 V Handy-Akku, 5 V USBungefährlich zum Anfassen | 230 V Steckdose, bis 380 000 V Hochspannungsleitunglebensgefährlich |
| Speichern | Ja, in Akkus und Batterien | Nein, muss im gleichen Moment erzeugt werden, in dem man ihn braucht |
| Spannung ändern | Nur mit Elektronik | Einfach mit einem Transformator |
| Im Alltag | Handy, Laptop, Taschenlampe, E-Auto, Tram (600 V) | Kühlschrank, Herd, Waschmaschine, SBB-Fahrleitung (15 000 V, 16.7 Hz) |
Hertz zählt, wie oft etwas pro Sekunde passiert.
1 Hz = 1-mal pro Sekunde
Beim Wechselstrom zählt man die Schwingungen: einmal ganz hin und wieder zurück. 50 Hz an der Steckdose heisst: 50 Schwingungen in jeder Sekunde. Dabei kehrt der Strom 100-mal um.
Gleichstrom schwingt nie. Er hat 0 Hz.
Der Name kommt vom deutschen Forscher Heinrich Hertz (1857–1894). Dass «Hertz» wie «Herz» klingt, ist Zufall. Passt aber: Euer Herz schlägt in Ruhe etwa 1-mal pro Sekunde, also mit gut 1 Hz.
Im SpielWer die Maus schnell hin und her bewegt, schafft 3 bis 5 Hz. Für 50 Hz müsstet ihr über 10-mal schneller sein.
Klatscht bei jedem Klick mit. Unten seht ihr immer genau 1 Sekunde: Zählt die Berge, das sind die Hertz. Bei 50 Hz verschwimmt alles, und die Klicks werden zu einem Brummen.
Bei 50 Hz wird die Lampe 100-mal pro Sekunde dunkler und wieder hell. Das Auge ist zu langsam dafür: Es mischt alles, was schneller als etwa 20-mal pro Sekunde passiert. Darum sieht das Licht ruhig aus. Mit der Zeitlupe am Handy kann man das Flackern bei manchen Lampen trotzdem sehen.
Zuerst selber überlegen, dann aufklappen.
Bei Gleichstrom fliessen die Elektronen immer in dieselbe Richtung. Bei Wechselstrom pendeln sie hin und her, an der Steckdose 50 Schwingungen pro Sekunde.
Der Wechselstrom schwingt 50-mal pro Sekunde ganz hin und zurück. 1 Hertz heisst 1-mal pro Sekunde.
Am Zeichen: Die Welle ~ steht für Wechselstrom (Input aus der Steckdose), der gerade Strich mit den Strichlein darunter für Gleichstrom (Output zum Handy).
Die Lampe wird durch die Bewegung der Elektronen heiss, egal in welche Richtung. Hin und her bewegt genauso wie immer vorwärts.
Es geht zu schnell. Das Auge mischt alles, was schneller als etwa 20-mal pro Sekunde passiert. 100-mal heller und dunkler pro Sekunde sieht deshalb ruhig aus.
Generatoren erzeugen Wechselstrom, und Transformatoren können seine Spannung leicht ändern. So kann man ihn mit sehr hoher Spannung fast ohne Verlust weit transportieren. Das Ladegerät macht daraus am Schluss Gleichstrom.
Keine. Für den gleichen Weg des Seils sägen beide gleich viel. Es kommt nur auf euer Tempo an. Die Lampe zeigt den Unterschied: Bei Gleichstrom leuchtet sie gleichmässig, bei Wechselstrom flackert sie im Takt, genau wie beim Strom: Gleichstrom fliesst gleichmässig, Wechselstrom schwingt.