Gleichströmen

Gleichströmen bezeichnet in der Elektrotechnik die gerichtete Flussrichtung elektrischer Ladung, die sich im idealen Fall nicht ändert. In praktischen Systemen ist der Stromfluss entweder konstant (ideales Gleichstromsystem) oder variiert innerhalb bestimmter Grenzen. Die Richtung des Elektronenflusses ist fest; der Strom wird in Ampere gemessen. Gleichströmen tritt in Gleichstromquellen auf, wie Batterien, Akkumulatoren, Gleichspannungs-Gleichstromversorgungen, Photovoltaikmodulen und in durch Gleichrichtung erzeugten Strömen.

In einem rein ohmschen Widerstand gilt das Ohmsche Gesetz V = IR, und die Leistung P = VI. In Gleichstromnetzwerken ermöglichen Knoten- und Maschenanalysen die Bestimmung von Spannungen und Strömen. Transienten beim Einschalten ergeben sich durch Innenwiderstände und Speichereffekte und lassen sich durch Differentialgleichungen beschreiben, deren Lösungen zeitabhängige Spannungen und Ströme liefern. Hochspannungs-Gleichstromübertragung (HVDC) nutzt Gleichströmen über lange Distanzen, um Verluste zu verringern und die Netzstabilität zu erhöhen.

Gleichströmen wird oft mit Wechselströmen (AC) verglichen: Bei Wechselstrom wechseln Spannungs- und Stromrichtung periodisch, was die Nutzung von Transformatoren erleichtert. Gleichstromnetze benötigen andere Schutzeinrichtungen und Leitungen, die unter anderem Qualität des Gleichstroms, Leiterquerschnitt und Spannungsabfall berücksichtigen.

Typische Anwendungen umfassen Elektronikgeräte, Elektrofahrzeuge, Speicherbatterien und Prozesse wie Galvanik. Historisch spielte Gleichstrom in den frühen Tagen der Elektrizität eine zentrale Rolle; die Debatte um DC versus AC führte zu unterschiedlichen Entwicklungspfaden, wobei heute beide Systeme je nach Anwendung genutzt werden. Gleichströmen bleibt ein grundlegendes Konzept in Theorie und Praxis der Elektrizität.