Gleich- und Wechselspannung

Um Frequenz und Funkwellen zu erklären, müssen wir ein klein wenig ausholen und uns kurz mit der elektrischen Spannung beschäftigen. Alle Stoffe, die wir kennen, bestehen aus winzigen Teilchen – Holz, Wasser, Metalle und alles andere, sogar die Luft. Einige dieser Teilchen haben die Eigenschaft, sich gegenseitig anzuziehen oder abzustoßen. Man nennt sie „elektrisch geladen“ und teilt sie in die Gruppen „positiv“ (Plus) und „negativ“ (Minus) ein (Bild N-2.1.1).

1) Kurzbeschreibung: Grafik mit 12 orangefarbenen Kreisen mit „+“-Zeichen und 12 blauen Kreisen mit „–“-Zeichen, unregelmäßig über die Fläche verteilt.

2) Ausführliche Beschreibung: Die Grafik zeigt 12 orangefarbene Kreise mit „+“-Zeichen und 12 blaue Kreise mit „–“-Zeichen, die unregelmäßig über die gesamte Fläche verteilt sind.
Abbildung N-2.1.1: Positiv und negativ geladene Teilchen gleichverteilt in einem Gegenstand.

Gleich geladene Teilchen stoßen sich ab: Plus stößt Plus ab und Minus stößt Minus ab. Unterschiedliche Ladungen ziehen sich hingegen an: Plus und Minus ziehen sich gegenseitig an (Abbildung N-2.1.2). Weil sich Plus und Minus anziehen, sind die meisten Gegenstände elektrisch ausgeglichen, d. h. sie enthalten gleich viele positive und negative Ladungen. Die Summe ist Null.

1) Kurzbeschreibung: Grafik mit drei horizontalen Reihen aus farbigen Kreisen mit Plus- oder Minuszeichen und schwarzen Pfeilen, getrennt durch zwei dünne graue Linien.

2) Ausführliche Beschreibung: Die Grafik ist in drei Reihen mit jeweils zwei farbigen Kreisen und schwarzer Beschriftung angeordnet. Von diesen Kreisen gehen jeweils schwarze Pfeile ab. Obere Reihe: links ein orangefarbener Kreis mit „+“, von dessen rechter Seite ein Pfeil nach rechts zeigt; rechts ein blauer Kreis mit „−“, von dessen linker Seite ein Pfeil nach links zeigt. Mittlere Reihe: links ein orangefarbener Kreis mit „+“, von dessen linker Seite ein Pfeil nach links zeigt; rechts ein orangefarbener Kreis mit „+“, von dessen rechter Seite ein Pfeil nach rechts zeigt. Untere Reihe: links ein blauer Kreis mit „−“, von dessen linker Seite ein Pfeil nach links zeigt; rechts ein blauer Kreis mit „−“, von dessen rechter Seite ein Pfeil nach rechts zeigt.
Abbildung N-2.1.2: Anziehung und Abstoßung von Ladungen

Man kann Ladungen aber gezielt trennen, z. B. in einer Batterie, einer Solarzelle oder einem Windkraftwerk. Die Ladungen versuchen dann, wieder zusammenzukommen. Es liegt eine elektrische Spannung vor. Vorrichtungen, die Ladungen trennen und somit elektrische Spannung bereitstellen, heißen Spannungsquellen. Den positiv geladenen Anschluss nennt man Pluspol und den anderen Minuspol. Spannungsquellen können eine unterschiedlich große Spannung aufweisen. Die elektrische Spannung wird in der Einheit Volt mit der Abkürzung V gemessen.

Sobald man einen elektrischen Verbraucher wie eine Lampe oder einen Computer an die beiden Pole anschließt und einschaltet, können sich die Ladungen bewegen. Es fließt ein elektrischer Strom (Bild N-2.1.3).

1) Kurzbeschreibung: Grafik mit zwei Rechtecken, rechts davon und mit beiden Rechtecken verbunden ein stilisiert dargestelltes Funkgerät; im oberen Rechteck (mit „+“ beschriftet) 12 orangefarbene Kreise mit „+“-Zeichen und 7 blaue Kreise mit „–“-Zeichen; im unteren Rechteck (mit „–“ beschriftet) 12 orangefarbene Kreise mit „+“-Zeichen und 17 blaue Kreise mit „–“-Zeichen.

2) Ausführliche Beschreibung: Die Grafik zeigt übereinander zwei Rechtecke. Im oberen Rechteck (mit „+“ beschriftet) befinden sich 12 orangefarbene Kreise mit „+“-Zeichen und 7 blaue Kreise mit „–“-Zeichen. Im unteren Rechteck (mit „–“ beschriftet) sind 12 orangefarbene Kreise mit „+“-Zeichen und 17 blaue Kreise mit „–“-Zeichen enthalten. Rechts von den Rechtecken ist ein stilisiertes Funkgerät zu sehen, das mit beiden Rechtecken verbunden ist.
Abbildung N-2.1.3: Die Pole einer Batterie, am Minus-Pol befindet sich ein Überschuss an negativen Ladungen und am Plus-Pol ein Überschuss an positiven Ladungen, die Pole der Batterie sind verbunden, daher kann der Strom durch den Verbraucher fließen.

Es gibt auch Spannungsquellen, bei denen die Pole ständig zwischen positiver und negativer Spannung schwingen, zum Beispiel die Kraftwerke im öffentlichen Stromnetz. Aus der Haushaltssteckdose kommt daher Wechselspannung – im Gegensatz zur Gleichspannung mit Plus- und Minuspol.


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