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Gleichstrom - Wechselstrom wird so umgewandelt

Gleichstrom wird zum Betrieb vieler elektrischer und elektronischer Geräte benötigt. Steht jedoch nur Wechselstrom zur Verfügung (beispielsweise an der Netzsteckdose), muss dieser zunächst umgewandelt werden. Mann nennt diesen Vorgang auch Gleichrichtung oder gleichrichten.

Netzteile enthalten sogenannte Gleichrichter.
Netzteile enthalten sogenannte Gleichrichter.

Der Unterschied zwischen Gleich- und Wechselstrom

Gleichstrom und Wechselstrom unterscheiden sich vereinfacht gesagt in der Richtung des Stromflusses.

  • Beim Gleichstrom beispielsweise erfolgt der Stromfluss ausschließlich in einer Richtung. Beim Betrieb von Geräten ist daher die Polarität äußerst wichtig. Dazu besitzen Gleichspannungsquellen einen Plus- und einen Minuspol, ebenso wie die meisten elektrischen bzw. elektronischen Geräte.
  • Gleichspannungsquellen sind beispielsweise alle Arten von Batterien, Solarzellen und entsprechende Netzgeräte oder Netzteile, welche die Netzspannung, bei der es sich um eine Wechselspannung handelt, in eine Gleichspannung umwandeln.
  • Bei einem Wechselstrom hingegen ändert sich ständig die Polarität. Hier gibt es also keinen festen Plus- oder Minuspol. Man kann sich dies so vorstellen, dass diese beiden Pole ständig wechseln.
  • Der Wechselstrom oder die Wechselspannung hat eine bestimmte Anzahl von Wechseln in der Sekunde. Die Netzspannung beispielsweise ändert ihre Polarität 50-mal in der Sekunde. Die Netzfrequenz beträgt hier also 50 Hertz.

So funktioniert das Umwandeln in Gleichstrom

  • Wird ein Gleichstrom benötigt, wo nur eine Wechselstromquelle zur Verfügung steht (beispielsweise an der Steckdose), so muss diese erst umgewandelt werden. Diesen Vorgang nennt man auch Gleichrichtung oder gleichrichten.
  • Die benötigten Bauteile hierfür nennt man Dioden. Diese kann man sich als eine Art Ventil vorstellen, welches den Strom lediglich in einer Richtung durchlässt, während der Stromfluss in der anderen Richtung verhindert wird.
  • Wird beispielsweise ein Wechselstrom durch eine Diode geleitet, so gelangen lediglich die Ströme durch diese hindurch, welche nur in einer Richtung fließen. Die Stromimpulse, welche in die entgegengesetzte Richtung fließen, werden hingegen gesperrt.
  • An der Diode liegt dann also eine sogenannte pulsierende Gleichspannung an. Dies liegt daran, dass die Stromimpulse in gewissen zeitlichen Abständen erfolgen, da ja die Wechselspannung ständig ihre Polarität ändert. Eine "Hälfte" des Wechselstroms wird von der Diode gesperrt.
  • Diese einfache Schaltung besitzt keine besonders hohe Effizienz. Um diese zu erhöhen, werden mehrere Dioden geschickt so miteinander verschaltet, dass beide Halbwellen der Wechselspannung durch den Gleichrichter gelangen und diese als pulsierende Gleichspannung am Ausgang des Gleichrichters anliegen.
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