Basis Elektriciteit

afbeelding van Frank

Gelijkspanning.

Bij gelijkspanning blijft polariteit van de spanning steeds gelijk. De draad met de + blijft dus de ganse tijd de +.
Wanneer we een verbruiker (bv. een lampje) aansluiten op een gelijkspanning dan loopt er door die verbruiker een gelijkstroom.
We kunnen nog onderscheid maken tussen een constante gelijkspanning die steeds een zelfde spanning levert

constante gelijkspanning

en een alternerende gelijkspanning waarbij de spanning wijzigt in de tijd.

alternerende gelijkspanning

De gelijkspanning die steeds dezelfde spanning houdt wordt  geleverd door een batterij, een accu, een zonnecel of een gelijkspanningsvoeding. Deze is het eenvoudigst om te gebruiken in electronica, maar houdt ook een gevaar in bij hogere spanningen. Mocht de geleverde stroom hoger zijn dan 0.06A of 60mA en die loopt door een menselijk hart dan houdt dat op met kloppen! Een continue gelijkspanning  kan ook niet gebruikt worden in een transformator om het niveau van de spanning te wijzigen.

Wisselspanning.

Wij een wisselspanning wijzigt de polariteit.

wisselspanning

In Europa wijzigt de netspanning 50 maal per seconde van polariteit. De frequentie is dus 50Hz. Deze spanning is bij aanraking minder gevaarlijk voor het hart omdat die 50 maal per seconde de spier laat verkrampen en terug lossen. Wisselspanning kan via een transformator van niveau gewijzigd worden.
De transformators voor modeltreinen leveren een spanning die onder het niveau zitten voor de veilige aanraking van de elektrische componenten.
Wanneer we een transformator hebben die 16V wisselspanning levert, dan is die 16V de gemiddelde waarde van een halve sinusgolf, we noemen deze waarde de effectieve spanning Veff De maximale waarde  Vmax = Veff x 1.414. Van waar komt die 1.414? Met behulp van de wiskunde berekenen we de oppervlakte van een halve sinusgolf. Vervolgens maken we daar een rechthoek van en berekenen de hoogte. Nu stellen we vast van Vmax (de hoogte van de rechthoek) 1.414 maal hoger is dan de hoogte van die rechthoek. 1.414 Is ook de vierkantwortel van 2.

Dus de piekspanning Vmax van een 16V transformator is 16 x √ 2  = 22,6V.