Wisselspanning: verschil tussen versies

'''Wisselspanning''' is een [[periode (natuurkunde)|periodieke]] [[elektrische spanning]] die met een bepaalde [[frequentie]] wisselt tussen positieve en negatieve spanningwaarden. Er is meestal een min of meer [[sinus (elektrisch)|sinusoïdaal]] spanningsverloop, maar ook andere vormen zijn mogelijk. Wisselspanning is de tegenhanger van [[gelijkspanning]]. Wisselspanning in een gesloten circuit veroorzaakt [[wisselstroom]], de tegenhanger van [[gelijkstroom]].

De [[elektriciteit|elektrische]] energie die wordt geleverd door het [[elektriciteitsnet]], heeft in [[Noord-Amerika]], delen van Zuid-Amerika en in een aantal Aziatische landen een frequentie van 60 [[Hertz (eenheid)|Hz]]. In de rest van de wereld, waaronder geheel Europa en Afrika, is de frequentie 50 Hz.

:<math>\!U_t=U_\textrm{max}\sin(2\pi f t),</math>

waarin ''<math>f''</math> de frequentie is (in Europa meestal 50 [[hertz (eenheid)|hertz]]) en <math>U_\textrm{max}</math> de piekspanning, de [[amplitude]] van de spanning. De piekspanning is hoger dan [[effectieve waarde]] <math>U_\textrm{eff}</math> van de spanning. Het voltage van de netspanning, ca. 230 V, is de effectieve waarde van de spanning. Er geldt:

:<math>\!U_\textrm{max} = \sqrt 2 U_\textrm{eff}\approx 1{,}4\ V_\textrm{eff}.</math>

De in de centrales opgestelde [[Alternator|generatoren]] bevatten drie gescheiden wikkelingen, deel uitmakend van de ''stator'', die ten opzichte van elkaar 120° zijn verschoven, en die drie spanningen opwekken met een netfrequentie van 50 Hertz. Aangezien de wikkelingen ruimtelijk 120° zijn verschoven, of ten opzichte van elkaar een faseverschil hebben van 2/3 [[Pi_(wiskunde)|π]]<math>\pi</math>, en de ''rotor'' van de generator steeds langs deze verschoven wikkelingen draait en ze ééneen voor ééneen passeert, zullen ook de opgewekte spanningen - zoals de afbeelding laat zien - niet gelijktijdig op hun maximum zijn of door nul gaan. Driefasige wisselspanning wordt hierom ook wel '''draaistroom''' genoemd.

De spanning E1 legt in één [[Periode_(signaal)|periode]] een [[Hoek_(meetkunde)|hoek]] van 360° af, wat overeenkomt met een hoek van ''2π<math>2\pi</math> [[Radiaal (wiskunde)|radialen]]''. Dit geldt ook voor de twee andere spanningen E2 en E3. Het enige verschil is, dat E2 een hoek van 120° later hiermee begint en E3 een hoek van 240° later, zodat de onderlinge faseverschuiving 120° is. In het [[vectordiagram]] komt deze faseverschuiving verder tot uitdrukking.

Een [[Vector_(wiskunde)|vector]] is een lijnstuk met een lengte en een richting. In dit geval roteren de spanningsvectoren met een [[hoeksnelheid]] ''ω<math>\omega = 2πf2\pi f</math> (rad . sec^-1)'' tegen de wijzers van de klok in. Aangezien de drie vectoren met dezelfde hoeksnelheid en in dezelfde richting ronddraaien, zullen ze steeds de onderlinge faseverschuiving van 120° handhaven.