Wisselspanning: verschil tussen versies

Verwijderde inhoud Toegevoegde inhoud
Paul B (overleg | bijdragen)
Het woord 'voltage' kan beter vermeden worden. En ook 'het voltage van de netspanning' is dubbelop. Verder meen ik dat het 'driefasespanning' etc. zou moeten zijn, althans volgens de regels van de Taalunie die we hier volgen. Fase heeft immers *ook* een meervoud op -es.
k leestekens, replaced: >-1< → >−1< met AWB
Regel 2:
'''Wisselspanning''' is een [[periode (natuurkunde)|periodieke]] [[elektrische spanning]] die met een bepaalde [[frequentie]] wisselt tussen positieve en negatieve waarden. 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 &nbsp;Hz.
 
Met behulp van een [[transformator]] kan wisselspanning omhoog of omlaag getransformeerd worden. Hierdoor kan het vermogen over lange afstanden onder [[Hoogspanning_Hoogspanning (elektriciteit)|hoogspanning]] gedistribueerd worden. Dit is het grote voordeel van wisselspanning.
 
Wisselspanning wordt opgewekt in een [[elektriciteitscentrale]] met drie [[fase (net)|fasen]], die onderling 120 graden in fase verschillen ([[driefasenspanning|driefasespanning]] of draaistroom).
 
Een wisselspanning kan onder andere worden opgewekt door een [[magnetisme|magneetveld]] in een [[spoel]] te bewegen. Dit wordt onder andere toegepast bij [[dynamo]]'s, [[alternator|generatoren]], [[windturbine]]s en [[microfoon]]s.
 
==Effectieve waarde en piekspanning==
Regel 17:
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 de [[effectieve waarde]] <math>U_\textrm{eff}</math> van de spanning. 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 piekspanning van het lichtnet is dus:
Regel 30:
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 frequentie van 50 hertz. Aangezien de wikkelingen ruimtelijk 120° zijn verschoven, of ten opzichte van elkaar een faseverschil hebben van 2/3 <math>\pi</math>, en de ''rotor'' van de generator steeds langs deze verschoven wikkelingen draait en ze één voor één 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_Periode (signaal)|periode]] een [[Hoek_Hoek (meetkunde)|hoek]] van 360° af, wat overeenkomt met een hoek van <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_Vector (wiskunde)|vector]] is een lijnstuk met een lengte en een richting. In dit geval roteren de spanningsvectoren met een [[hoeksnelheid]] '<math>\omega = 2\pi f</math> (rad . secs<sup>-1−1</sup>) 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.
 
==Toepassing==
De wisselspanning wordt getransformeerd door een [[transformator]] naar hoogspanning (bijvoorbeeld 230 kV) voor de distributie over grote afstanden en daarna weer omlaag getransformeerd (eerst naar bijvoorbeeld 50 kV en/of 10kV en daarna tot 230V) ten behoeve van de gebruiker. In België en Nederland worden dan drie fasen en de [[Nuldraad|nul]] aan de gebruiker geleverd, met een spanning van 230 volt tussen de nul en elke fase, en 400 volt tussen de fasen, en met een frequentie van 50 &nbsp;Hz. Alleen voor grote belastingen worden de drie fasen gebruikt (met speciale wandcontactdozen), dit wordt ook wel [[krachtstroom]] genoemd. Bijvoorbeeld deze afbeelding: een stekker met 5 polen: de 3 fasen, een nulgeleider en een (dikke) aardgeleider.[[Bestand:CEE stekker 32A.JPG|thumb|Vijfpolige CEE stekker 63A]] De meeste aansluitpunten bieden alleen één fase en de [[nuldraad]] (voor 230 volt) met aardgeleider. [[Bestand:CEE-7-7-Stecker 2.jpg|thumb|Tweepolige CEE stekker 16A]]
 
In de Verenigde Staten worden aan de kleinverbruiker alleen een fase en de nul geleverd met een spanning van 110 tot 120 volt en een frequentie van 60 &nbsp;Hz. Ook worden er ten behoeve van [[Airconditioning|airconditioners]] wel twee fasen met een middelpuntleiding of nulleiding toegepast. In dat geval is de spanning tussen de fasen 230 volt en tussen elke fase en de nulleider afzonderlijk 110 volt, dit alles met een frequentie van 60 &nbsp;Hz.
 
Door drie spoelparen in één generator te plaatsen, en deze onderling rond de as te verdelen worden drie wisselspanningen opgewekt die onderling in [[fase (golf)|fase]] verschillen. Dit wordt [[draaistroom]] genoemd. Bij de grootschalige opwekking en distributie van elektriciteit worden altijd drie fasen gebruikt. Dit is onder andere te zien aan de drie stroomvoerende draden aan hoogspanningsmasten. Meestal zie je nog een vierde draad boven de drie hoogspanningsdraden, deze is verbonden met de aarde en dient als [[bliksemafleider]].
 
Op een elektrisch apparaat staat aangegeven op welk elektriciteitsnet het mag worden aangesloten, op welke spanning in volt en op welke frequentie in hertz. Tevens wordt het opgenomen vermogen in [[watt (eenheid)|watt]] of [[voltampère]] (VA) vermeld of alleen de opgenomen stroom in [[Ampère (eenheid)|ampère]]. Sinds enige tijd is het een Europees voorschrift, door alle EG-landen in hun eigen wetten opgenomen, om op het identificatieplaatje ook de maximale beveiligingsstroomsterkte te vermelden. Dit laatste dient om aan te geven dat er zich in het apparaat componenten bevinden die geen hogere nominale stroom mogen voeren. Denk hierbij aan dunne draden en kleine contacten, met name [[Relais|relaiscontactenrelais]]contacten.
 
==AC==
''AC'' is in [[Angelsaksische landen]] de aanduiding voor wisselstroom. De letters zijn de afkorting van de Engelse term ''alternating current''. Op veel elektrische apparaten voor aansluiting op het elektriciteitsnet staat deze aanduiding op het typeplaatje aangegeven. Vaak wordt hierbij niet aan wisselspanning gedacht maar aan [[Voeding_Voeding (elektronica)|netvoeding]], dus wisselspanning van 120 à 240 volt.
 
Het tegendeel, ''DC'', ''direct current'', is een gelijkspanning of [[Batterij_Batterij (elektrisch)|batterijvoeding]] of de uitgangsspanning van de meeste voedingsblokken voor elektronische apparatuur.
 
De begrippen spanning en stroom worden vaak met elkaar verward.