Einphasenwechselstrom

Der Einphasenwechselstrom ist ein Wechselstrom, der durch eine zweipolige Leitung fließt. Der Strom, der z. B. in Deutschland aus der Steckdose kommt, ist ein Einphasenwechselstrom. Aus dem Dreiphasenwechselstrom des Niederspannungsnetzes gewonnener Einphasenwechselstrom hat einen Außenleiter, einen Neutralleiter und einen Schutzleiter. Da der Strom stets die Richtung wechselt, kann beim Anschluss der Geräte der Stecker beliebig in die Steckdose gesteckt werden.

Beim Einphasenwechselstrom für Bahnzwecke gibt es (bei der üblichen einpoligen Oberleitung) nur zwei Leiter, die Schiene und die Oberleitung, welche die volle Spannung gegen Erde führt.

Bei einphasigen Bahnstromversorgungsleitungen liegt der Wert der Betriebsspannung zwischen den beiden Leitern. Der Hochspannungstransformator verfügt über eine Mittelanzapfung, welche über eine Induktivität in der Schaltanlage geerdet ist. Somit hat eine 110-kV-Bahnstromleitung eine Spannung von 55 kV gegen Erde.

Anwendungsbereiche

Einphasenwechselstrom kommt in Privathaushalten fast ausnahmslos nur mehr gemeinsam mit Drehstrom vor. Nur die Bahn benötigt wegen der einpoligen Oberleitung (die Schienen dienen als Rückleiter) die elektrische Energie als Einphasenstrom (siehe Bahnstrom). Wegen der besseren Verwendbarkeit und seiner ähnlichen Verwendungsmöglichkeit wie Gleichstrom für die Hauptschlussmotoren, ist die Frequenz des Bahnstroms 16,7 Hz, abweichend von der üblichen Frequenz des öffentlichen Stromnetzes von 50 Hz. Die erste Bahn die mit Einphasenwechselstrom in den kommerziellen Betrieb ging, war 1904 die Stubaitalbahn (2500 V, 42 Hz, ab 1926 50 Hz).

Je höher die Frequenz, desto kleiner der Trafo und desto größer der Kommutatormotor. Die ursprünglich verwendete Frequenz von 16 2/3 Hertz entstand aus Drittelung der Frequenz der öffentlichen Elektrizitätsnetze und wurde als Kompromiss aus beidem gewählt.

In Privathaushalten, Gewerbebetrieben und Industrie innerhalb der Europäischen Union und in der Schweiz werden typische Einphasenkreise mit geringer Leistung (zum Beispiel Beleuchtungsstromkreise) mit 230 V und 50 Hz installiert. Drehstromverbraucher werden dagegen mit Dreiphasenwechselstrom versorgt.

Viele elektrifizierte Eisenbahnen benutzen den Einphasenwechselstrom. Bei den Bahnen Deutschlands, Österreichs, der Schweiz, Norwegens und Schwedens beträgt die Spannung 15.000 V bei einer Frequenz von 16,7 Hz. In den übrigen europäischen Ländern sind es 25.000 V und 50 Hz, soweit nicht Gleichstrom verwendet wird. In Japan und Amerika werden zum Teil 60 Hz verwendet, entsprechend den jeweiligen Netzen der allgemeinen Stromversorgung. Einzig zwischen Washington und New York werden noch 25 Hz verwendet.