Um einen Stromfluß durch ein Kabel zu erzeugen, benötigt man eine Potentialdifferenz (Spannung) zwischen den beiden Kabelenden - genauso wie man eine Druckdifferenz zwischen den beiden Enden eines Rohres braucht, wenn man Luft hindurchströmen lassen möchte.

Je höher die Spannung ist, umso größere Energiemengen können pro Sekunde durch den Draht bewegt werden, umso größer also ist die Leistung. (Leistung ist Energie pro Zeiteinheit, siehe Definition von Energie und Leistung ).

Eine Batterie liefert Gleichstrom, d.h. die Elektronen fließen nur in eine Richtung. Die meisten elektrischen Netze sind jedoch Wechselstromnetze.

Ein Grund dafür ist die Tatsache, daß es relativ billig ist, Wechselstrom auf verschieden hohe Spannungen zu transformieren. Beim Transport des Stromes über weite Strecken hat man viel geringere Energieverluste, wenn man eine hohe Spannung verwendet. Außerdem ist es schwierig und teuer, Gleichstromunterbrecher (Schalter) für hohe Spannungen zu bauen, die keine großen Funken erzeugen.

Bei einem Wechselstromnetz ändert der Strom sehr schnell die Richtung, wie die obige Grafik zeigt. Die meisten Haushalte der Welt verfügen über 230 Volt Wechselspannung mit 50 Perioden pro Sekunde = 50 Hz ("Hertz", benannt nach dem deutschen Physiker H.R. Hertz (1857-1894)). Die Anzahl der Perioden pro Sekunde wird auch als die Frequenz des Netzes bezeichnet. In Amerika beträgt die Haushaltsspannung 130 Volt mit 60 Perioden pro Sekunde (60 Hz).

Die Grafik zeigt uns, daß die Spannung einen schönen, glatten Verlauf hat. Diese Wellenform heißt Sinuskurve, weil sie der mathematischen. Formelspannung = vmax * sin(360 * t * f), genügt, wobei vmax für die maximale Spannung (Amplitude) steht, t für die Zeit in Sekunden und f für die Frequenz in Hertz. In unserem Fall ist f = 50.360 ist die Anzahl der Grade in einem Kreis. (Wenn wir Winkel in Radiant messen wollen, können wir 360 durch 2*pi ersetzen).

Da die Spannung eines Wechselspannungssystems ständig oszilliert, muß ein an das Netz angeschlossener Generator genau dieselbe Frequenz aufweisen und darüberhinaus auch noch "im Gleichschritt" laufen, d.h. der zeitliche Verlauf der Generatorspannung muß mit dem des Netzes exakt übereinstimmen. "Im Gleichschritt" mit dem Netz wird normalerweise als "in Phase" mit dem Netz bezeichnet.

Wenn beide Spannungen nicht in Phase laufen, entsteht ein sehr großer Leistungspuls, was zu starker Funkenbildung führt und letztlich den Stromkreisunterbrecher (Schalter) und/oder den Generator beschädigt.

In anderen Worten, zwei spannungsführende Wechselstromleiter verbinden ist ungefähr so wie auf eine schwingende Schaukel aufspringen. Wenn man nicht die gleiche Geschwindigkeit und die gleiche Richtung hat wie die Schaukel, wird man sich selbst und die anderen auf der Schaukel verletzen.

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