Wisselspanning
Uit Wikipedia, de vrije encyclopedie
Wisselspanning is het spanningsverschil tussen twee punten waarbij de spanning (uitgedrukt in volt) wisselt volgens een sinusoidale kromme met een frequentie van meestal 50 keer per seconde (In USA 60 keer per seconde)(hertz). De tegenhanger is gelijkspanning, hierbij is sprake van een stabiel potentiaalverschil.
Met behulp van een transformator kan wisselspanning naar omhoog of omlaag getransformeerd worden. Hierdoor kan het vermogen over lange afstanden middels hoogspanning gedistribueerd worden. Dit is het grote voordeel van wisselspanning.
Wisselspanning wordt opgewekt in elektriciteitscentrales onder lage spanning met drie fasen, waarbij het spanningsverschil 120 graden verschilt tussen de fasen.
De sinuskromme van een wisselspanning kan met een oscilloscoop worden waargenomen.
Een wisselspanning kan onder andere worden opgewekt door een magneetveld in een spoel te bewegen. Dit wordt onder andere toegepast bij dynamo's, generatoren, windmolens en microfoons.
Inhoud |
[bewerk] Driefasige wisselspanning
De in de centrales opgestelde 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 π, 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 een hoek van 360° af, wat overeenkomt met een hoek van 2π 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 is een lijnstuk met een lengte en een richting. In dit geval roteren de spanningsvectoren met een hoeksnelheid
ω = 2πf(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.
[bewerk] Toepassing
De wisselspanning wordt getransformeerd door een transformator naar hoogspanning (230 kV) voor de distributie over grote afstanden en daarna weer omlaag getransformeerd (eerst naar b.v. 50 kV en/of 10kV en daarna tot 230V) ten behoeve van de gebruiker. In België en Nederland worden dan drie fasen en de 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 50Hz. Alleen voor grote belastingen worden de drie fasen gebruikt (met speciale wandcontactdozen); de meeste aansluitpunten bieden alleen één fase en de nulleider (voor 230 volt).
In de Verenigde Staten worden aan de kleine gebruiker alleen een fase en de nul geleverd met een spanning van 110 tot 120 volt en een frequentie van 60 hertz. Ook worden er vaak t.b.v airconditioners ook wel twee fasen met een middelpuntleiding=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 60 Hz frequentie.
Door meerdere spoelparen in één generator te plaatsen, en deze onderling rond de as te verdelen worden meerdere wisselspanningen opgewekt die onderling in 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 dient als bliksemafleider.
Op een elektrisch apparaat staat aangegeven op welk elektriciteitsnet het mag worden aangesloten, op welke spanning in volt, frequentie in hertz en tevens het opgenomen vermogen in watt of voltampère (VA) of alleen de opgenomen stroom in ampère. Sinds enige tijd is het een Europees voorschrift, door alle EG landen in hun eigen wetten opgenomen, om op het identificatie-plaatje ook de maximum beveiligings-stroomsterkte 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 m.n. relaiskontakten.
[bewerk] AC
AC is in Angelsaksische landen de aanduiding voor wisselspanning, 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.
[bewerk] Trivia
In 1973 werd in Australië een hardrockband opgericht met de naam AC/DC, hetgeen letterlijk staat voor alternating current / direct current (wisselstroom/gelijkstroom).
