wisselstroommagnetisme

Wisselstroommagnetisme is het magnetische veld dat ontstaat door wisselstroom in geleiders. Doordat de stroom periodiek varieert, verandert ook het magnetische veld in de tijd. Deze wisselwerking tussen elektrische stromen en magnetische velden wordt beschreven door de Maxwell-vergelijkingen; in de praktijk spelen vooral Faradays inductiewet en Ampère’s wet met de dynamische term een rol. Voor een lange rechte draad is het magnetische veld B(t) ongeveer evenredig met I(t) en af te lezen aan de afstand r; de richting volgt uit de rechterhandregel. In een spoel of transformator is het veld geconcentreerd in de kern en afhankelijk van het aantal windingen en de stroom.

Eigenschappen en effecten: vanwege de tijdsvariatie induceert wisselstroom spanningen in nabije lussen en zorgt voor magnetische koppelingen tussen wikkelingen (transformerwerking, inductie). De impedantie van een inductief element is Z = R + jωL; bij toenemende frequentie wordt het inductieve gedrag dominant en kan een faseverschuiving tussen spanning en stroom optreden. Bij hogere frequenties treedt ook skin effect op, waardoor de effectieve geleiding afneemt. Energie wordt opgeslagen in het magnetische veld en er is sprake van reactieve kracht.

Toepassingen en aandachtspunten: wisselstroommagnetisme is essentieel voor transformatoren, elektromotoren, generatoren en vele inductieve componenten in elektriciteitsnetwerken. Het veranderende magnetische veld kan elektromagnetische storingen veroorzaken bij nabijgelegen systemen, wat EMC-overwegingen en afscherming vereist. Ingenieurs benutten laminatie, afscherming en correcte afstand om verliezen, opwarming en interferentie te beperken.