Zullen de spanningen van twee verschillende stromen die worden getrokken uit een wisselspanningsbron optellen?
Zullen de spanningen van twee verschillende stromen die worden getrokken uit een wisselspanningsbron optellen?
De spanningen van twee verschillende stromen die worden getrokken uit een wisselspanningsbron (Alternating Current, AC) tellen niet eenvoudigweg op zoals dat zou kunnen worden verwacht bij gelijkspanningsbronnen (Direct Current, DC). Om te begrijpen waarom, is het belangrijk om te overwegen hoe spanning en stroom zich gedragen in wisselspanningscircuits.
Belangrijke Concepten in Wisselspanningscircuits
Impedantie (Z): In wisselspanningscircuits is impedantie de maat voor de totale tegenstand die een circuit presenteert aan een stroom doorwege de aanwezigheid van weerstand (R), spoeling (L) en capaciteit (C). Impedantie is een complexe grootheid die zowel grootte als fasehoek omvat.
Faseverhouding: In wisselspanningscircuits kunnen de spanning en de stroom uit fase zijn door de aanwezigheid van reactieve componenten zoals spoelen en condensatoren. Deze fasedifferentie is cruciaal bij het beschouwen van het gedrag van spanning en stroom.
Vectoriële Optelling: Anders dan in gelijkspanningscircuits, waarbij spanningdalingen over componenten algebraïsch kunnen worden opgeteld, moeten in wisselspanningscircuits spanningdalingen vectorieel worden opgeteld omdat ze uit fase kunnen zijn.
Relatie tussen Spanning en Stroom
In een wisselspanningscircuit wordt de relatie tussen spanning (V), stroom (I) en impedantie (Z) gegeven door:
V=I⋅Z
Hierbij zijn V, I en Z allemaal fasors, die zowel grootte- als faseinformatie bevatten.
Twee Verschillende Stromen Getrokken uit een Wisselspanningsbron
Stel je een scenario voor waarin twee verschillende stromen (I1 en I2) worden getrokken uit een wisselspanningsbron. Elke stroom zal zijn eigen impedantie (Z1 en Z2) en geassocieerde spanning (V1 en V2) hebben：
V1=I1⋅Z
V2=I2⋅Z
Als deze stromen door verschillende delen van hetzelfde circuit of verschillende parallelle takken vloeien, tellen de spanningen over elke tak (V1 en V2) niet eenvoudigweg op. In plaats daarvan hangt de totale spanning over het hele circuit af van de configuratie van het circuit en de faseverhoudingen tussen de stromen en spanningen.
Parallelle Aansluiting
Als de twee stromen (I1 en I2) door verschillende parallelle takken vloeien, zullen de spanningen over elke tak hetzelfde zijn omdat ze een gemeenschappelijk knooppunt delen:
V1=V2=V
In dit geval is de totale stroom (I total) de som van de individuele stromen:
I total=I1+I2
Seriële Aansluiting
Als de twee stromen (I1 en I2) door verschillende componenten in serie vloeien, zal de totale spanning over de seriecombinatie de vectoriële som zijn van de individuele spanningen:
V total=V1+V2
Echter, omdat V1 en V2 fasors zijn, moet de optelling rekening houden met de fasedifferenties:
θ is de fasehoek tussen V1 en V2
Samenvatting
Kortom, de spanningen van twee verschillende stromen die worden getrokken uit een wisselspanningsbron tellen niet eenvoudigweg op omdat:
Fasedifferenties: Spanningen in wisselspanningscircuits moeten worden beschouwd met betrekking tot fasedifferenties.
Complexe Impedanties: Impedanties omvatten zowel grootte als fase, wat de relatie tussen spanning en stroom beïnvloedt.
