Wisselstroom: Definitie, Eigenschappen en Toepassingen
Wat is Wisselstroom
Een wisselstroom (AC) is een elektrische stroom die zijn richting en magnitude periodiek verandert. In tegenstelling tot gelijkstroom (DC), die alleen in één richting stroomt, kan AC gebruikt worden om energie over grote afstanden met minder energieverlies te transporteren. AC is ook de vorm van elektrische energie die de meeste huishoudelijke apparaten en toestellen gebruiken wanneer ze in een stopcontact zijn aangesloten.
De vorm van het AC-signaal kan variëren afhankelijk van de bron en de belasting. De meest voorkomende vorm is een sinusoïde, die een gladde en symmetrische vorm heeft. Andere vormen zijn blokgolven, driehoeksgolven en zaagtandgolven, die verschillende kenmerken en toepassingen hebben.
Hoe wordt Wisselstroom Gemeten?
Eén manier om AC te meten is door gebruik te maken van de effectieve waarde (RMS). De effectieve waarde van een AC-golfvorm is de equivalente DC-waarde die dezelfde hoeveelheid warmte zou produceren in een weerstand. De effectieve waarde kan worden berekend door de momentane waarden van de AC-golfvorm te kwadrateren, het gemiddelde over één cyclus te nemen en vervolgens de vierkantswortel te trekken.
De effectieve waarde van een sinusvormige AC-golfvorm is gelijk aan de piekwaarde gedeeld door de vierkantswortel van twee:
De effectieve waarde van een blokvormige AC-golfvorm is gelijk aan de piekwaarde:
De effectieve waarde van een driehoeksvormige AC-golfvorm is gelijk aan de piekwaarde gedeeld door de vierkantswortel van drie:
De effectieve waarde van een zaagtandvormige AC-golfvorm is gelijk aan de piekwaarde gedeeld door de vierkantswortel van zes:
Een andere manier om AC te meten is door gebruik te maken van de frequentie. De frequentie van een AC-golfvorm is het aantal cycli of perioden dat in één seconde plaatsvindt. De eenheid van frequentie is hertz (Hz), wat cycli per seconde betekent. Bijvoorbeeld, een 60 Hz AC-golfvorm voltooit 60 cycli in één seconde.
De frequentie van een AC-golfvorm is gerelateerd aan de periode, die de tijd is die nodig is voor één cyclus om te voltooien. De periode kan worden berekend door één seconde te delen door de frequentie:
De frequentie kan worden berekend door één seconde te delen door de periode:
Waarom wordt Wisselstroom Gebruikt?
Wisselstroom heeft veel voordelen boven gelijkstroom voor energieoverdracht en -distributie. Enkele van deze voordelen zijn:
Gemakkelijke generatie: AC kan gemakkelijk worden gegenereerd door een spoel draad te roteren in een magnetisch veld of door een magneet rond een spoel draad te roteren. Dit vereist geen commutatoren of rectifiers, die nodig zijn voor DC-generatie.
Spanning transformatie: AC kan eenvoudig worden opgevoerd of verlaagd door gebruik te maken van transformators, die apparaten zijn die elektromagnetische inductie gebruiken om de spanning en stroomniveaus van een AC-schakeling te veranderen. Dit maakt het mogelijk om AC op hoge spanningen en lage stromen te transporteren, wat het vermogensverlies door de weerstand van de draden vermindert. Het maakt ook mogelijk om AC in verschillende spanningen en stromen te leveren voor verschillende toepassingen en apparaten.
Kwaliteitsfactor correctie: AC kan worden aangepast om de kwaliteitsfactor te verbeteren, wat een maat is voor hoe efficiënt een AC-schakeling energie gebruikt. Kwaliteitsfactor is gedefinieerd als het verhouding van werkelijk vermogen (het vermogen dat nuttig werk doet) tot schijnbaar vermogen (het product van spanning en stroom). Een lage kwal
