Elektrische Spannung kann man am besten mit dem Wasserdruck in einer Wasserleitung vergleichen. In beiden Fällen ist die treibende Ursache gemeint, damit überhaupt Wasser oder Strom fließen kann.
Spannung wird in Volt (V) gemessen.
Eine Batteriezelle hat z.B. 1,5 V, unsere Modelleisenbahn fährt mit etwa 12 bis 15 V. Die maximal erlaubte 'Kleinspannung' beträgt 42 V, Spannungen darüber sind lebensgefährlich. In unseren Haushalten sind 230 V gebräuchlich.
Was ist Gleichspannung?
Gleichspannung bedeutet, daß die Spannung über die Zeit (wir reden hier über Sekundenbruchteile) immer die gleiche Höhe hat, sich also nicht ändert. Gleichspannungsquellen sind z.B. Batterien oder Akkus.
Gleichspannung wird benötigt in den meisten elektronischen Schaltungen, also auch in Radios oder Fernsehern, auch Computer benötigen sie.
Transformatoren vertragen keine Gleichspannung; sie würden von ihr zerstört.
Was ist Wechselspannung?
Wechselspannung ändert mehrmals pro Sekunde ihre Polarität; darum heißt sie auch so. Dies
kann man nicht mehr anschaulich mit einem Wasserschlauch vergleichen.Die Anzahl der Polaritätswechsel (= Perioden) pro Sekunde (also einmal hin und wieder zurück) wird mit Frequenz bezeichnet und in Hertz (Hz) angegeben. Der Wechselstrom in unserer Steckdose hat genau 50 Hz. Diese Frequenz ist so genau, daß auch Uhren damit betrieben werden können. In der Zeichnung sind 2 Perioden angegeben. Bei 50 Hz ist also jede 1/50 Sekunde (= 20 ms) lang.
Bei der DB sind für den Betrieb der elektrischen Lokomotiven 15000 V mit einer Frequenz von 16 2/3 Hz üblich.
Die Generatoren in den Kraftwerken sind am einfachsten für die Produktion von Wechselspannung zu konstruieren. Transformatoren benötigen unbedingt Wechselspannung, um ihre Aufgabe, eine Spannung von einer Höhe (z.B. 230 V) in eine andere (z.B. 24 V) umzuwandeln, erfüllen zu können.
Wechselspannungen sind für Elektroniken nur im Ausnahmefall zu gebrauchen. Auch eine einfache Leuchtdiode ist schon eine Elektronik.
Effektivwert einer Wechselspannung
Der Effektivwert einer Wechselspannung ist der Wert, der bei einer Gleichspannung nötig wäre, um die
gleichen Effekte z.B. an einer Glühlampe (Helligkeit) zu erzeugen. Wie wir gesehen haben, schwankt der Wert
einer Wechselspannung zwischen einem Maximalwert (= Scheitelwert) und Null. Im Bereich um Null hat die Wechselspannung
natürlich keine Wirkung. Demnach muß der Scheitelwert (um diesen Nachteil auszugleichen) größer
sein als der Effektivwert. Bei sinusförmigem Verlauf ist der Scheitelwert 1,4-mal so hoch wie der Effektivwert,
genau: 
2 - mal.Wichtig ist die Scheitelspannung bei Gleichrichterschaltungen, weil die maximal erreichbare Gleichspannung etwa gleich der Scheitelspannung ist. Wechselspannungen werden normalerweise mit Effektivwert angegeben. In der Zeichnung ist der Effektivwert der Wechselspannung maßstäblich in Blau eingezeichnet. Diese Linie ist nur gedanklich zu verstehen; sie stellt eine theoretische Rechengröße dar.
Zuletzt: es gibt verschiedene Arten von Gleichspannungen
So verrückt es zunächst klingt: es gibt sie tatsächlich!
Lt. Definition ist eine Gleichspannung eine solche, deren Wert immer das gleiche Vorzeichen (z.B. +) hat. Wie gleichmäßig diese Spannung ist, wird dort nicht definiert.
Einmal gibt es Gleichspannungen, die z.B. von einer Batterie (oder einem Akku, aber auch von einem geregelten Netzgerät) zur Verfügung gestellt werden. Sie sind stets gleich hoch und haben keine Einbrüche.
Eine Spannung, die z.B. aus einem Eisenbahntrafo (u.a. Fleischmann, Roco, Trix, aber nicht Märklin: der
produziert Wechselspannung) kommt, ist eine gleichgerichtete Wechselspannung, s. Bild rechts. Sie hat die Eigenart,
daß sie mit der doppelten Netzfrequenz pulsiert und deshalb niemals die gleiche Höhe hat. Mit ihr lassen
sich sehr gut Gleichspannungs-Motoren, wie sie in der Modellbahn eingebaut sind (auch Faulhaber & Co.), betreiben;
also alles, was wesentlich 'träger' als dieses Wechseln ist. Jedoch haben Elektroniken (die in ihrer
Arbeitsgeschwindigkeit sehr viel schneller sind als dieses Pulsieren) mit ihr arge Probleme: da die Spannung immer
wieder auf Null sinkt, erkennen sie dieses und können, gerade weil sie so schnell sind, nicht richtig
funktionieren. Das hat aber zur Folge, daß eine elektronische Schaltung, die an einer 'gleichen' (lassen Sie
mich das mal so flapsig sagen) Gleichspannung getestet wurde und richtig lief, bei einer Speisung durch einen
'Gleichstrom-Trafo' nicht funktionieren wird! Der 'normale' Modelleisenbahner steht dann fassungslos davor;
Sie jetzt natürlich nicht mehr!Zwischen diesen beiden Extremen gibt es natürlich noch jede Art 'Mischmasch', die aber alle, da sie nur auf einer Seite der Null-Linie liegen, mit Gleichspannung bezeichnet werden. Siehe dazu auch den Beitrag Kondensatoren.
Für weitere Fragen stehen gern zur Verfügung:
- der MEC; Besichtigung und Fachsimpelei z.B. an unseren "Club-Abenden"
- der Autor: Hans Peter Kastner