växelspänningsförhållanden

Växelspänning (AC) är elektrisk spänning som varierar över tid och växlar riktning periodiskt. Den dominerar i moderna kraftsystem eftersom spänningen enkelt kan transformeras till olika nivåer för effektiv överföring och distribution. Växelspänning skiljer sig från likspänning (DC), som är konstant i tid.

Den vanligaste formen av AC-signal är en sinusvåg med frekvens f och amplitud Vm. Den kan skrivas v(t) = Vm sin(ωt + φ), där ω = 2πf och φ är fasvinkeln. Vrms, den effektiva spänningen, definieras som Vm/√2, medan toppvärde är Vm och topp-till-topp är 2Vm.

Frekvensen i energisystem varierar mellan regioner: i Sverige och övriga Europa är f vanligtvis 50 Hz, medan Nordamerika ofta används 60 Hz. Typiska nätvärden är omkring 230 V RMS i Europa (spänning mellan fas och neutral) och cirka 400 V mellan faser i europeiska trefassystem. I Nordamerika är vanligt förekommande spänningar cirka 120 V RMS mellan fas och neutral.

Produktion och distribution av växelspänning sker med generatorer (alternatorer) i kraftverk. Spänningen höjs med transformatorer för långväga överföring och sänks till användarnivåer i bostäder och industri.

Användning och säkerhet: Växelspänning används i vanliga hushållsuttag och industriell utrustning. Mätningar görs ofta som true RMS för att få korrekta värden även vid icke-sinusformade vågor. Växelspänning kan också innehålla harmoniska föroreningar från icke-linjära laster; lämpliga skyddsåtgärder, jordning och överspänningsskydd är vanligt förekommande.