Durch den entsprechenden Produzenten von E-Autos ist Nikola Tesla wieder aus einer gewissen Versenkung hervorgeholt worden, aber eigentlich gebührt ihm die gleiche Ehre wie Thomas Alva Edison, der die Elektrifizierung erst marktfähig gemacht hat. Der sogenannte 'Stromkrieg' zwischen beiden, an dem auch noch George Westinghouse beteiligt war, ist legendär.

Es geht dabei um die Elektrifizierung von Gebieten, z.B. dem sehr landwirtschaftlich orientierten mittleren Westen, die wohl nur mit dem von Edison favorisierten Gleichstrom so nicht möglich gewesen wäre. Heute wiederum favorisiert man über sehr weite Strecken, z.B. von Offshore aus oder von weit voneinander entfernten Punkten an Land wieder die Gleichstromtechnik.

Aber grundsätzlich eignet sich der z.B. 100 mal in der Sekunde (50 Hertz) wechselnde Wechselstrom deutlich besser zur Anpassung an verschiedene Spannungsebenen, wie sie in unseren Netzen vorkommen. Diese sind nötig, weil mit höherer Spannung der Wirkungsgrad der Übertragung steigt. Aus der heimischen Steckdose kommt somit ausschließlich Wechselstrom.

Er lässt sich also nicht nur besser über größere Strecken transportieren, hat also in der Vergangenheit den Bau großer Kraftwerke gefördert, sondern stellt auch das größere Kraftpaket dar. Als Besitzer einer Gleichstrom-Modellbahn hat man immer Märklin-Besitzer/innen um die höhere Zugkraft der dortigen Motoren beneidet. Diese Stromart scheint irgendwie mit der von E-Motoren bzw. Generatoren verbunden zu sein und der Gleichstrom mit der von Batterien und Akkumulatoren.

In der Tat entsteht er auch gerade dadurch, dass ein 360°-Rotor ein Magnetfeld durchquert, zur einen Hälfte eine bestimmte Polung, zur anderen genau die Umkehrung davon. Und innerhalb einer jeden halben Drehung baut sich die Spannung auf und wieder ab, so dass die beiden Hälften sich nahtlos aneinanderreihen lassen. Es entsteht in der Regel eine sinusförmige Kurve. Nach einer Umdrehung des Rotors wiederholt sie sich wieder.

Bei einer Umdrehung pro Sekunde spricht man von einer Frequenz von einem Hertz, womit wieder einmal ein verdienter Physiker ausgezeichnet wird, in diesem Fall Heinrich Hertz. Schwer zu verstehen, warum die negative Halbwelle die positive nicht auslöscht, sondern diese mit der gleichen Energie unterstützt. Außerdem besonders, weil hier und beim E-Motor, auf eine in der Elektronik eher seltene Art, ein mechanisches System nötig ist.

Um da wieder Abstriche zu machen: Nimmt man neuere Systeme, betrieben mit Batterie-Gleichstrom ohne Kommutator, dann sind da nur noch zwei Lager, die verschleißen können, während der Kommutator (lat. 'Vertauscher') durch die Reibung der Kohlebürsten eine weitere Aufmerksamkeit auf die Mechanik erfordern würde. Wie der Name schon sagt, vertauscht er spätestens alle halben Umdrehungen die Polung im Rotor, so dass nur noch positive Halbwellen entstehen.

Natürlich ist die erste Berührung (Nicht wörtlich nehmen!) die mit dem häuslichen Stromnetz. Will man dieses in dem Diagramm an einer der beiden Kurven oben finden, so ist das schwierig. Richtig abgreifen lassen sich in diesem nur die Spitzen, neudeutsch positiver und negativer Peak genannt. Aber das wären bei den Wellen des Haushaltstroms jeweils plus und minus 325 Volt.

Das bedeutet, die dauerhaft erbrachte Leistung liegt darunter, irgendwo bei zwei Dritteln, also bei +230 Volt oben und -230 Volt unten. Man nennt dies auch die Effektivwerte der Spannung, die exakt bei 0,707 der Peakwerte liegen. Außer der y- ist da noch die x-Achse von Interesse. Von der entnehmen wir weniger oft die Zeit in Sekunden als öfter die Frequenz:

1 f =  t

1 t =  f

Wenn also unser Wechselstromnetz mit 50 Hertz arbeitet, kommen für die Zeit von einem vollständigen Zyklus 20 ms heraus. In USA beträgt die Frequenz 60 Hertz, was dann zu 16,67 ms für einen Zyklus führt. Aber außer einer deutlich anderen Steckerform hat der Betrieb von Elektrogeräten dort keine Bedeutung. Dann schon eher die Spannung, die auch nur 110 V betragen kann. Bei Netzteilen kann es aber sein, dass sie diesen Bereich mit abdecken. Es werden aber auch Spannungswandler von 110 nach 220 V angeboten

Bei vielen Verbrauchern ist es egal, ob sie mit Gleich- oder Wechselstrom betrieben werden. Da ist z.B. die Glühbirne, deren Faden durch beide Stromarten auf die nötige Glühtemperatur gebracht werden kann. Die Spannung muss nur hoch genug sein. Steigt sie allerdings über ein bestimmtes Maß, brennt der Faden durch. Wären der Brennvorgang und das Auge nicht so träge, könnte man vielleicht sogar den jeweiligen Umschaltpunkt beim Wechselstrom sehen.

Wenn wir uns den Wechselstrom etwas genauer anschauen, können wir vielleicht Gründe finden, warum man ihn zwar nicht für sehr lange Überlandleitungen, aber für alle anderen benutzt. Da ist z.B. die wechselnde Polung. Wenn Stromfluss gestört wird, dann meist durch elektrische bzw. magnetische Felder. Die aber wirken sich auf eine bestimmte Polung aus, treffen also Wechselstrom nur zur Hälfte gegenüber Gleichstrom.

Betrachtet man die Umwandlung von einer Spannung in eine andere, kennt man, sofern man sich auf die Elektrik beschränkt, nur den schon erwähnten mechanisch wirkenden Kommutator. Klar muss sein, dass so ein Bauteil mit Verschleiß und Kohlefeuer für große Spannungen nicht in Frage kommt. Es ist also sinnvoll, Gleichstrom erst in Wechselstrom umzuwandeln oder direkt beim Wechselstrom anzusetzen, um z.B. mit möglichst wenig Verlust herunter zu transformieren.

Übrigens ist die etwas genauere Kenntnis der Eigenheiten des Wechselstroms z.B. für Betreiber/innen von Märklin-Bahnen unabdingbar. Die müssen auf die Polung achten, wenn sie beispielsweise über die Schienen und die Oberleitung zwei verschiedene Stromkreise realisieren. Da anscheinend der Nullleiter weitergegeben wird, muss die Oberleitung diesen auf der Schiene abgreifen, zusammen mit der Phase des anderen Trafos.

Um zwei Trafos bezüglich Null und Phase richtig an das Stromnetz anzuschließen, kann man das zunächst nur mit einem tun und dessen braune Buchse (Nullleiter) mit der des anderen Trafos verbinden. Dann verbindet man die jeweilige Phase vom Dauerstrom beider Trafos mit einem Lämpchen. Geht das aus, wenn der andere Trafo eingesteckt wird, ist der richtig angeschlossen.