De generatoren die in elektriciteitscentrales worden gebruikt, wekken ook een wisselspanning op. De begrippen 'spanning' en 'stroom' worden soms door elkaar gehaald. Als bijvoorbeeld een lamp op een stopcontact wordt aangesloten en de schakelaar nog op 'uit' staat, is er wel een spanning, maar loopt er nog geen stroom.
Wisselstroom is de stroom die uit het stopcontact komt. Het hele Nederlandse energienet en vrijwel alle apparaten in huis werken dus op wisselstroom. Van de televisie tot het koffiezetapparaat. Wisselstroom heeft zijn naam te danken aan het feit dat de elektronen steeds van richting wisselen.
Typische voorbeelden van aparaten op een fase wisselspanning zijn een stofzuiger, een haardroger en de pomp van een koelkast. Een andere soort van wisselspanning is krachtstroom (400 V). Krachtstroom is een driefasenspanning (3x een fasedraad in plaats van 1).
DC-spanning is constant en kent geen piek- of effectieve waarden. Daarom geldt een wisselspanning van 50 Volt als veilig, terwijl bij gelijkspanning de grens ligt op 120 volt. Dat geldt voor droge situaties. Bij natte huid is de veilig spanning de helft lager, dus respectievelijk 25 en 60 volt.
- In conventionele wisseltroomkabels gaat energie verloren door de warmteontwikkeling die door de elektronen veroorzaakt wordt. Hierdoor gaat bij transport via wisselstroom per 1000 km 10-15% van de energie verloren; bij gelijkstroom is dat slechts ca. 4%.
Wisselspanning is gevaarlijker. Als je een wisselspanning hebt van 230V is dat gevaarlijker dan een gelijk spanning van 230V. Dit komt omdat een wisselspanning een gemiddelde heeft van 230V (dus het voltage dat je noemt.)Maar om dit te krijgen heeft het veel hogere pieken.
DC-stroomtransmissie kent lagere vermogensverliezen dan AC-stroomtransmissie , wat resulteert in een hogere efficiëntie. In tegenstelling tot AC vereist DC-stroomtransmissie geen reactief vermogen, waardoor de behoefte aan kostbare stroomapparatuur zoals transformatoren en condensatoren wordt verminderd.
Gelijkstroom (DC) wordt doorgaans niet gebruikt in huizen vanwege de inefficiëntie bij het over grote afstanden transporteren . De vermogensverliezen die optreden bij DC-transmissie zijn vrij hoog vergeleken met wisselstroom (AC). Bovendien is het veranderen van de spanningsniveaus van DC complexer dan die van AC.
Een windturbine levert AC stroom, wisselspanning, maar deze fluctueert in frequentie met het toerental van de windturbine. Daarom wordt gebruikt gemaakt van een inverter die de wisselspanning omzet in gelijkspanning.
Op normale lijnen staat meestal een lagere spanning dan op hogesnelheidslijnen. Ook is er een verschil tussen gelijkstroom en wisselstroom. Gelijkstroom is simpeler en goedkoper, maar heeft als nadeel dat er minder treinen kunnen rijden en dat hogesnelheidstreinen niet hun topsnelheid kunnen halen.
Zoals hierboven vermeld, worden de meeste huishoudelijke elektronica gevoed door wisselstroom, en hetzelfde geldt voor bedrijven en kantoren. Enkele veelvoorkomende toepassingen voor wisselstroom zijn: Grote apparaten zoals koelkasten, airconditioners en wasmachines . Hoog vermogen en langeafstandstransmissies.
Wisselspanning komt thuis uit het stopcontact en op deze spanning werken de meeste elektrische apparaten die wij kennen. In Europa is dit 230 V/50 Hz, in Amerika 120 V of 240 V/60 Hz.
Een groot voordeel van wisselstroom is dat de spanning ervan relatief eenvoudig kan worden aangepast met behulp van een transformator . Hierdoor kan de stroom met zeer hoge spanningen worden getransporteerd voordat deze wordt teruggebracht tot veiligere spanningen voor commercieel en residentieel gebruik.
Gelijkspanning in huis
De meeste onderdelen in die apparaten, zoals ledlampen, motortjes, beeldschermen en computerelektronica, werken op gelijkstroom. Daarom zit in die apparaten een transformator, die de 230 volt wisselspanning van het net omzet naar een gelijkspanning van bijvoorbeeld 10 of 20 volt.
Bij gelijkstroom is de spanning constant, bij wisselstroom wisselt de spanning 50 keer per seconde tussen positieve spanning en negatieve spanning. Batterijen en accu's leveren een gelijkspanning.
Uiteindelijk won de wisselspanning, omdat een wisselspanning makkelijker in een andere spanning om te zetten is en er minder verliezen bij transport optreden.
Omdat de elektriciteit van een windturbine wordt opgewekt dankzij de rotatie van de turbine , wordt die elektrische energie afgegeven met een wisselstroom, een stroom die periodiek van richting verandert.
De sleutel tot deze veelzijdigheid ligt in omvormers met meerdere Maximum Power Point Trackers (MPPT's), waarmee je zowel windturbines als flexibele zonnepanelen op één omvormer kunt aansluiten. Wees echter voorzichtig: hybride omvormers zijn mogelijk niet compatibel met alle windturbines.
Er kleven gevaren aan gelijkspanning. Als er sprake is van het aanraken van een voorwerp onder gelijkspanning, zullen de spieren verkrampen waardoor het slachtoffer niet los kan laten, en er gevaar is voor elektrocutie.
Het antwoord op de vraag waarom DC-stroom niet in huizen wordt gebruikt, gaat terug naar de inherente kenmerken van gelijkstroom en hun zwakheden vergeleken met wisselstroom (AC) . AC-stromen kunnen namelijk gemakkelijk over lange afstanden worden overgebracht zonder veel verlies. Ze zijn ook veiliger bij direct contact bij een gelijke spanning.
Hoewel de meeste huizen een AC-voeding gebruiken, zijn er enkele gevallen waarin het zinvoller kan zijn om een DC-voeding te gebruiken . Als u bijvoorbeeld veel zonnepanelen of windturbines gebruikt, kan het efficiënter zijn om de elektriciteit op te slaan in batterijen (die DC-stroom gebruiken).
Apparaten zoals de elektromotor maken gebruik van wisselstroom. Automotoren en generatoren gebruiken elektromotoren om energie om te zetten. Huishoudelijke apparaten die op wisselstroom werken, zijn onder andere koelkasten, vaatwassers, broodroosters en afvalverwijderaars. Let op: energiedistributiebedrijven leveren hun elektriciteit in wisselstroom.
De stroom wisselt dus continu van richting. Hoe vaak dit binnen 1 seconde gebeurt, noem je de frequentie. In Europa wisselt de stroom 50 keer per seconde van richting en is de frequentie dus 50 Hertz. Het Nederlandse energienet is gebaseerd op wisselspanning en een stopcontact werkt dan ook op basis van wisselspanning.
In het Engels wordt voor wisselstroom de term alternating current gebruikt, afgekort tot AC. Op veel elektrische apparaten voor aansluiting op het elektriciteitsnet staat deze aanduiding op het typeplaatje aangegeven.