Gleichspannung


Gleichspannung

Eine Gleichspannung ist eine elektrische Spannung, die sich über einen längeren Betrachtungszeitraum nicht ändert. Sie hat zu jedem Zeitpunkt dasselbe Vorzeichen und denselben Betrag. In manchen Anwendungen wird auch dann von Gleichspannung gesprochen, wenn die Spannung lediglich – im Gegensatz zur Wechselspannung – nicht die Polarität wechselt.

Eine Gleichspannung ist die Voraussetzung dafür, dass in einem linearen Verbraucher (z. B. ohmscher Widerstand) ein Gleichstrom fließen kann.

Schaltzeichen gemäß DIN EN 60617-2 für eine ideale Gleichspannungsquelle mit der elektrischen Spannung U

Erzeugung

Galvanische Zellen, Solarzellen oder der Unipolargenerator sind unmittelbar Gleichspannung erzeugende Spannungsquellen. Die von herkömmlichen elektrischen Generatoren aufgrund einer mechanischen Bewegung erzeugte elektrische Spannung ist hingegen ohne Gleichrichtung eine Wechselspannung.

Diese Wechselspannung kann mittels Halbleiter-Gleichrichter oder mechanischem Gleichrichter, dem Kommutator, gleichgerichtet werden. Dabei entsteht eine Mischspannung, deren Mittelwert gemäß DIN 5483 und DIN 40110-1 als Gleichspannung bezeichnet wird. Mit Glättungskondensatoren, alternativ bei größeren Strömen oder bei getakteten Netzteilen auch mit vorgeschalteten Spulen, kann der überlagerte Wechselanteil erheblich vermindert und der Gleichanteil bis fast zur Amplitude der ursprünglichen Wechselspannung erhöht werden.

Je nach Erfordernis kann mit elektronischen Spannungsreglern weiter „geglättet“ werden. Hochwertige Spannungsregler werden mit (für sich alleine wenig belastbaren) Referenzspannungsquellen angesteuert.

Schreibweise

Das Formelzeichen für die physikalische Größe „elektrische Spannung“ ist gemäß DIN 1304-1 das U ; bei Verwechselungsgefahr mit Wechsel- oder Mischspannung wird in DIN 5483 und DIN 40110-1 eine Gleichspannung gekennzeichnet durch einen waagerechten Strich als Index an das Formelzeichen, also U_ . Gemäß DIN 1313 ist das Einheitenzeichen V für Volt mit keinem Kennzeichen zu versehen. Für eine Gleichspannung von 12 V ist

U_ = 12 V

zu schreiben. Wenn der Strich nicht verwendet werden kann, wird abgeleitet vom angelsächsischen Sprachraum der Index DC (engl. direct current) verwendet – sowohl bei Strom (current) als auch bei Spannung (voltage), also UDC . Die Anfügung an das Volt als Einheitenzeichen VDC (engl. volts direct current) ist wie oben nach deutscher Normung nicht zulässig.

In bestimmten Zusammenhängen (vorzugsweise bei Bausteinen der Digitaltechnik) werden Gleichspannungen bzw. die Anschlüsse dafür auch gekennzeichnet mit

  • USS für Bezugspotential oder Masse ⊥
  • UCC oder UDD für positive Spannung gegen ⊥
  • UEE für negative Spannung gegen ⊥