Sinusförmige Wechselgrößen
Eine Wechselspannung ändert periodisch Richtung und Betrag. Kenngrößen sind Frequenz f (Hz), Periodendauer T = 1/f und Kreisfrequenz ω = 2π · f. Bei 50 Hz beträgt T = 20 ms.
Der Effektivwert ist der Gleichspannungswert mit derselben Wärmewirkung. Bei Sinus gilt U_eff = Û / √2. Die Angabe 230 V ist ein Effektivwert; der Scheitelwert liegt bei etwa 325 V.
Phasenverschiebung
An Spulen eilt der Strom der Spannung nach, an Kondensatoren voraus. Der Winkel φ zwischen Spannung und Strom bestimmt, wie viel der Scheinleistung als Wirkleistung genutzt wird (cos φ).
Zeigerdiagramme stellen Spannungen und Ströme als rotierende Pfeile dar; damit werden Wechselstromschaltungen geometrisch oder mit komplexen Zahlen berechnet.
Drehstrom
Drehstrom besteht aus drei um 120° verschobenen Wechselspannungen. Die Spannung zwischen zwei Außenleitern ist um den Faktor √3 größer als die Strangspannung: 400 V ≈ √3 · 230 V.
Für die Leistung gilt bei symmetrischer Last P = √3 · U · I · cos φ, wobei U die Außenleiterspannung und I der Außenleiterstrom ist.
Stern- und Dreieckschaltung
Im Stern (Y) liegt an jedem Strang die Strangspannung U/√3, Strang- und Leiterstrom sind gleich. Im Dreieck (Δ) liegt an jedem Strang die volle Außenleiterspannung, der Leiterstrom ist √3-mal so groß wie der Strangstrom.
Dieselben drei Widerstände nehmen im Dreieck die dreifache Leistung auf wie im Stern. Das nutzt der Stern-Dreieck-Anlauf von Motoren.