spanningsverdelingen

Spanningsverdeling (meervoud: spanningsverdelingen) is de verdeling van elektrische spanning over de onderdelen van een elektrisch systeem. Het geeft aan hoe hoog de spanning is op verschillende knooppunten of componenten bij een gegeven bron of invoer. Een juiste verdeling is cruciaal voor operationele grenzen, veiligheid en power quality.

In eenvoudige gelijkstroomschema's is de verdeling bepaald door de weerstandverhoudingen. Bij een serieschakeling geldt V1 = Vin * R1/(R1+R2) en V2 = Vin * R2/(R1+R2). Dit heet een spanningsdeler.

In wisselstroomsystemen houdt de verdeling rekening met impedanties en fasen. De spanningsverdeling wordt berekend met complexe impedanties en phasoren; ontwerp en analyse maken gebruik van nodale analyse of mesh analyse, en bij grotere systemen van simulaties.

In hoogspanningsnetten en distributienetten is de spanningsverdeling afhankelijk van belastingen, netaansluitingen en lengte van lijnen. Factoren: lijnweerstand, reactantie, impedantie van transformatoren. Spanningsregelaars zoals tap-changers, capacitor banks en regelkleppen dragen bij aan een acceptabele spanning op alle locaties en op verschillende tijden.

Meet- en rekenmethoden: spanningsverdeling wordt bepaald door meetresultaten gecombineerd met berekening: nodale analysemethodes, load-flow berekeningen (Newton-Raphson, Gauss-Seidel) en circuit-simulaties (SPICE). In digitale logica en analoge circuits kan spanningsverdeling ook betrekking hebben op niveaus van signalen en spanningsdalen door interconnects.

Nuttige implicaties: onjuiste verdeling kan leiden tot onder- of overspanning, beschadiging van apparatuur, verlies van efficiëntie en vermogenskwaliteitsproblemen, dus spanningscontrole en monitoring is standaard in ontwerp en onderhoud.