Wisselstroomsignalen

Wisselstroomsignalen zijn signalen waarvan de waarde van spanning of stroom in de tijd periodiek verandert en daardoor afwisselend in signaalrichting of polariteit oscilleert. Ze hebben meestal een gemiddelde waarde van nul, in tegenstelling tot gelijkstroomsignalen (DC).

Kenmerken van wisselstroomsignalen zijn onder andere de frequentie, de amplitude en de vorm van de golf. De frequentie f geeft aan hoeveel cycli per seconde voorkomen, met angular frequency ω = 2πf. De amplitude kan als piek, piek-tot-piek of RMS-waarde worden opgegeven. Veelvoorkomende golfvormen zijn sinusvormig, vierkant en driehoekig; in de elektriciteitsnetten is sinusvormig de belangrijkste golfvorm. In veel systemen gelden standaardfrequenties, bijvoorbeeld 50 Hz in Europa en 60 Hz in sommige andere regio’s.

Wiskundig kan een wisselstroomsignaal bijvoorbeeld worden geschreven als s(t) = Vm sin(ωt + φ), waarbij Vm de piekwaarde is en φ de fase. De rms-waarde geeft een praktisch meetpunt voor vermogen. Signalen kunnen ook in het frequentiedomein worden geanalyseerd via Fourier-transformatie of in phasorweergave, wat vooral handig is bij lineaire systemen met weerstand, inductie en capaciteit.

Generatie en toepassingen: wisselstroomsignalen worden opgewekt door wisselstroombronnen zoals elektriciteitsgeneratoren, of door oscillator- en functiegeneratoren in elektronica. Ze komen voor in de levering van stroom, in audio- en telecommunicatie, in signaaloverdracht en in regel- en meettoepassingen. Hun gedrag wordt beïnvloed door impedantie en de aanwezigheid van passieve componenten zoals weerstanden, inductoren en condensatoren, wat leidt tot faseverschuivingen en filteringen.

Meting en analyse: wisselstroomsignalen worden gemeten met oscilloscopen, AC-leden of spectrumanalyzers. Analyseertools zoals fasorrepresentatie en impedantiemodellen zijn gebruikelijk om gedrag in circuits te begrijpen en te ontwerpen.