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Die Diode als Gleichrichter
Zur Stromleitung wird meist Wechselspannung (roter Graph) verwendet, die einen sinusförmigen zeitlichen Verlauf mit der Periodenlänge 1/50 s besitzt. Viele elektrische Geräte, insbesondere alle unsere Schaltungen in diesem Kurs, benötigen aber Gleichspannung (grüner Graph). Für unsere Versuche liefern uns unsere Steckernetzteile diese Gleichspannung. In diesem Kapitel werden wir lernen, wie sie die Wechselspannung aus dem Stromnetz in eine Gleichspannung umwandeln.
Warum fließt im Stromnetz nicht einfach Gleichspannung?
- In den meisten Kraftwerken wird elektrische Energie durch Generatoren aus Rotationsenergie - d.h. aus der Drehung einer Achse - gewonnen. Diese Rotationsenergie erhält man in Wind- und Wasserkraftwerken direkt aus der Rotation des Windrades bzw. der Turbine, in thermischen Kraftwerken (Atomkraftwerke, Kohlekraftwerke, Gaskraftwerke, …) durch Erzeugung von Wasserdampf unter hohem Druck, der eine Turbine antreibt. Die Generatoren, die die Rotationsenergie in elektrische Energie umwandeln, erzeugen bauartbedingt immer Wechselspannung (eine genaue Erklärung findest Du beispielsweise hier).
- Die Amplitude der Wechselspannung lässt sich mit Hilfe von Transformatoren sehr einfach erhöhen oder erniedrigen. Dies ist immens wichtig, da zum Transport des elektrischen Stroms Wechselspannung mit sehr hoher Amplitude (oft mehrere hundert Kilovolt) verwendet wird, die Verbraucher aber deutlich niedrigere Spannungen benötigen.
- Zu Transport elektrischer Energie werden hohe Spannungen verwendet um die thermische Verlustleistung in den Leitungen gering zu halten.
Trivialer Ansatz: Diode im Stromkreis
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