Wechselstromkomponente

Wechselstromkomponente ist der zeitlich schwankende Anteil eines Signals. Ein typisches Signal x(t) lässt sich in eine Gleichkomponente (DC) und eine Wechselkomponente (AC) zerlegen: x(t) = x_DC + x_AC(t). Der Gleichanteil x_DC entspricht dem Durchschnittswert des Signals über eine lange Zeit oder über eine Periode.

In der Fourier-Analyse wird die Wechselkomponente als Summe der harmonischen Anteile gesehen. Bei einer periodischen Funktion x(t) = a0 + Sum_{n=1}^\infty [an cos(n ω0 t) + bn sin(n ω0 t)] entspricht der konstante Term a0 dem Gleichanteil und die restlichen Terme der Wechselkomponente. Für eine ein- oder mehrfrequente Wechselgröße lässt sich die AC-Komponente auch durch eine Phasor- oder Spektraldarstellung beschreiben.

In der Praxis wird die Wechselstromkomponente oft durch Entfernen des Gleichanteils gewonnen, etwa durch eine Kopplungskapazität oder einen Hochpassfilter. In Schaltungen beeinflusst die AC-Komponente die Impedanz, den Blindstrom und die Phasenlage, insbesondere bei Wechselstromversorgungen, Signalgeneratoren und Verstärkern. Die Eigenschaften der AC-Komponente hinsichtlich Amplitude und Phase sind entscheidend für Filterentwurf, Rausch- und Störanalysen sowie die Bestimmung von Wirkleistungs- und Blindleistungsanteil.

Beispiele verdeutlichen die Unterscheidung: Ein Sensor mit einem DC-Offset von 2 V und einer 0,1-V-Sinuskomponente bei 60 Hz hat x_DC = 2 V und x_AC(t) = 0,1 cos(2π60t). Die Wechselstromkomponente beschreibt die zeitlich schwankende Information des Signals.