Vekselstrøm, elektrisk strøm som skifter retning periodisk, slik at det i middel går like mye strøm i begge retninger langs en leder. En en-fase harmonisk vekselstrøm beskrives matematisk ved en sinusfunksjon I=I0sinωt, der I er strømmen, I0 er strømmens maksimalverdi eller amplitude, t er tiden og ω er vinkelfrekvensen. Denne er ω=2πf=2π/T, der f er frekvensen (antall perioder per tidsenhet) og T er periode-tiden. Se fig. 1.

Når det sendes vekselstrøm gjennom en motstand, vil spenningsfallet over motstanden variere i takt med strømmen, og spenningen er til enhver tid lik produktet av strøm og resistans (jfr. Ohms lov). Sendes vekselstrøm gjennom en selvinduksjonsspole, blir det indusert en vekselspenning i spolen. Spenningen er ikke i fase med strømmen, men når sin maksimalverdi før strømmen. Faseforskyvningen blir 1/4 periode dersom spolen ikke har tap. Kobles en vekselspenning til en kondensator, vil denne lades om i takt med vekslingene av spenningen (se kondensator). Strømmen i ledningene til kondensatoren er faseforskjøvet foran spenningen med 1/4 periode, dersom kondensatoren er tapsfri.

I en vekselstrømkrets som inneholder både motstander, kondensator og selvinduksjonsspoler, vil det vanligvis være faseforskyvning mellom strømmen og spenningen, og faseforskyvningen kan ha verdier fra −1/4 til +1/4 periode. Matematisk angis faseforskyvningen ved en vinkel , som regnes slik at en hel periode svarer til en vinkel på 360° eller 2π radianer. Fasevinkelen for en vekselstrømkrets kan da få verdier fra −90° til +90° (fra −π/2 til +π/2 radianer). Istedenfor å angi momentanverdien for en vekselstrøm (dvs. strømmen i et bestemt tidspunkt eller som funksjon av tiden), angis ofte dens effektivverdi. For sinusformet vekselstrøm og spenning er effektivverdien 1/√2 ganger maksimalverdien. Middelverdien av effekten som en vekselstrøm avgir til en krets, er lik produktet av effektiv strøm, effektiv spenning og effektfaktoren cos. For tapsfri spoler og kondensatorer blir cos=0, og det blir verken tilført eller avgitt effekt (reaktiv eller wattløs strøm). For en krets med ren resistans (ohmsk motstand) er effektfaktoren lik 1 (aktiv strøm).

Vekselstrøm har store fordeler fremfor likestrøm både ved fremstilling i generatorer, ved overføring i fordelingsnettet og ved bruk f.eks. for drift av motorer og apparater. Ved elektrisitetsforsyning kan vekselstrøm transformeres opp til høy spenning for energioverføring over store avstander med små tap, og deretter transformeres ned til lav spenning i lokale fordelingsnett. Man kan dermed sende mye energi med lite strøm. Ved luftstrekk og lave energioverføringer i kabler blir de kapasitive strømtapene relativt beskjedne. Overføring av høye spenninger i kabler vil imidlertid gi uakseptable tap pga. kapasitive strømmer. Man benytter da likespenning til tross for at man må installere omformere i begge ender av kabelen.

I Norge og mange andre land (bl.a. i de fleste land i Europa) brukes tre-fase vekselstrøm med frekvens 50 Hz i det offentlige strømfordelingsnettet. Spenningen i lokalnettet har en effektivverdi på ca. 230 volt (ca. 320 volt amplitude) mellom to faseledninger. I USA og en del andre land brukes vekselstrøm med frekvens 60 hertz og spenning ca. 115 volt i lokalnettet. Tre-fase vekselstrøm kan overføres over 3 ledninger med spenninger som er faseforskjøvet innbyrdes med 120°. I Norge skal tre-fase-installasjoner ha en ikke-strømførende jordledning i tillegg til de 3 faseledningene. Jordledningen brukes som sikkerhet mot skader ved overledning eller kortslutning i ledningsnettet eller i tilkoblet utstyr. I Norge og de fleste land i Vest-Europa brukes også et fem-leder-system, der det i tillegg til de 3 faseledningene er en strømførende null-leder (som har tilnærmet jordpotensial) og dessuten en ikke-strømførende jordledning. Se også elektrisitet (elektrisitetsforsyning).

Vekselstrøm med høy frekvens (opptil flere megahertz) brukes til induktiv og dielektrisk oppvarming (se elektrisk oppvarming) og til medisinsk behandling (diatermi). Vekselstrøm med enda høyere frekvenser brukes i bærefrekvenstelefoni, radio-, fjernsyns- og radarteknikk m.m. (Frekvenser opptil ca. 1011 Hz.)

Foreslå endringer i tekst

Foreslå bilder til artikkelen

Kommentarer

Har du spørsmål om artikkelen? Skriv her, så får du svar fra fagansvarlig eller redaktør.

Du må være logget inn for å kommentere.