Wissensteil:
Aus unserem Alltag kennen wir den Begriff Wechselspannung bzw. Wechselstrom. Wechselspannung wird mithilfe von Generatoren erzeugt. Dabei wird die sinusförmige Wechselspannung durch Rotation einer Spule oder einer Leiterschleife in einem homogenen Magnetfeld erzeugt. Diese Rotation bewirkt eine Änderung des magnetischen Flusses und damit eine Induktionsspannung.
Rotiert die Spule mit der Frequenz f in einem homogenen Magnetfeld, so kann man mit einem Oszilloskop eine sinusförmige Wechselspannung beobachten. Es gilt:
wobei die Kreisfrequenz z = 2πf angibt, wie schnell sich die Spannung ändert. Ủ ist der maximale Wert der Spannung, auch Scheitelwert genannt, und wächst proportional mit der Frequenz f.
Nehmen Spannung und Stromstärke zur gleichen Zeit ihre maximalen Werte an, so ist die Phasenverschiebung φ zwischen ihnen null. In diesem Fall gilt:
Nehmen die beiden ihre maximalen Werte zu verschiedenen Zeiten an, so gilt für die Spannung:
Zur Messung von Wechselspannung und Wechselstrom gibt es Messgeräte, die einen konstanten Wert anzeigen. Dies sind nicht die maximalen Werte, sondern kleinere Effektivwerte. Die Effektivwerte für Wechselspannung und Wechselstrom entsprechen der Spannung und der Stromstärke einer Gleichspannungsquelle, die im gleichen Stromkreis die gleiche Leistung umsetzt. Es gilt:
