Vahelduvvool: erinevus redaktsioonide vahel

P
resümee puudub
Resümee puudub
PResümee puudub
[[File:Types of current by Zureks.svg|thumb|upright=1.2|Vahelduvvool (roheline joon). Alalisvool on kujutatud punase joonega. Horisontaalteljel kujutatakse aega, vertikaalteljel voolutugevust või pinget.]]
 
'''Vahelduvvool''' (rahvusvaheline tähis '''AC''', ingliskeelsest terminist ''alternating current'') on [[elektrivool]], mille suund muutub ajas perioodiliselt. Ajas konstantse suuna ja tugevusega [[elektrivool]] on [[alalisvool]] (rahvusvaheline tähis '''DC''', ingliskeelsest terminist ''direct current''). Vahelduvvool on see vooluliik, mida kasutatakse [[elektrienergia]] transpordiks [[elektrijaam]]ast tarbijateni, seega on just vahelduvvool see vooluliik, mida tarbitakse, kui lülitatakse näiteks televiisor või köögiseade seinakontakti abil vooluvõrku. Tüüpilise alalisvooluallikana võib välja tuua [[patarei]] ja [[aku]]. Lühendeid ''AC'' ja ''DC'' kasutatakse sageli nii voolu kui ka pinge tähistamiseks.<ref>{{cite book
| title = Basic Electronics & Linear Circuits| author = N. N. Bhargava| author2 = D. C. Kulshreshtha| last-author-amp = yes| publisher = Tata McGraw-Hill Education| date = 1983| isbn = 978-0-07-451965-3| page = 90| url = https://books.google.com/books?id=C5bt-oRuUzwC&pg=PA90
}}</ref><ref>{{cite book
}}</ref>
 
Kõige laiemalt on kasutusel [[siinus]]funktsiooni kohaselt muutuv vahelduvvool ‒ siinusvool. Iga perioodi kestel suureneb vahelduvvoolu hetkväärtus (s.t muutuva suuruse väärtus mingil hetkel) nullist tippväärtuseni ja väheneb uuesti nullini (see on voolu positiivne poolperiood); seejärel väheneb vool negatiivse tippväärtuseni ja suureneb uuest nullini (negatiivne poolperiood). Teatud rakendustes, näiteks kitarri[[võimendi|võimendites]]d, on kasutusel teistsugused laineliigid, näiteks [[kolmnurklaine]]d või [[nelinurklaine]]d. Audio- ja raadiosagedustel ülekantavad signaalid elektrijuhtmetes on samuti näited vahelduvvoolust. Sellised voolud kannavad ühes informatsiooni, näiteks heli (audiosagedused) või pilte, mis on üldiselt ka [[modulatsioon]]ide kujul AC [[kandelaine]] peal. Selliste voolude sagedus on reeglina märksa kõrgema sagedusega kui elektrienergia transpordil.
 
== Ülekanne, jaotus ja kodune elektrivõrk ==
 
{{Peamine artikkel|Elektrienergia ülekanne}}
[[File:Electric Transmission.png|thumb|265px|Pikamaa elektrienergia ülekande põhimõtteskeem. C-tarbijad, D-pinget langetav trafo, G-generaator, I-vool juhtmetes, Pe-võimsus ülekandeliini lõpus, Pt-võimsus ülekandeliini alguses, Pw-võimsuskadu ülekandeliinis, R-juhtmete kogutakistus, V-pinge ülekandeliini alguses, U-pinget tõstev trafo.]]
 
Elektrienergia transport ja jaotus toimub vahelduvvoolu kasutades, sest vahelduv[[pinge]]t on võimalik [[transformaator]]i ehk trafo abil muuta kõrgemaks või madalamaks. See võimaldab energiat mööda ülekandeliine efektiivselt edasi kanda kasutades kõrget pinget. Nii on energia transportimisel juhtmete [[takistus]]est tekkiv [[soojuskadu]] väiksem. Selleks, et kõrge pingega elektrivool ohutult tarbijani viia, tuleb vahetult enne tarbijat pinge trafo abil madalamale, ohutumale tasemele viia. Kõrgepingeliinide kasutamine võimaldab oluliselt efektiivsemat elektrienergia ülekannet. Võimsuskadu (<math>P_{\rm w}</math>) juhtmes on voolutugevuse (I) ruudu ja [[takistus]]e (R) korrutis, mida kirjeldab valem:
:<math>P_{\rm w} = I^2 R \, .</math>
 
See tähendab, et teatud kindla võimsuse ülekandel voolutugevuse kahekordsel vähendamisel (st. pinge kahekordistatakse) langetatakse võimsuskadu ühe neljandikuni algsest.
 
Ülekantav võimsus on võrdne voolutugevuse ja pinge korrutisega (faasivahe puudumisel); see tähendab,
Järelikult kõrgemal pingel ülekantud võimsus nõuab vähem kadusid põhjustavat voolutugevust kui sama võimsuse saavutamisel madalama pingega. Elektrienergiat transporditakse sageli sadade kilovoltide suuruse pingega ning see langetatakse kodumajapindamiste tarbeks väärtuseni 100&nbsp;V – 240&nbsp;V.
 
[[File:Highvoltagetransmissionlines.jpg|thumb|right|265px|[[Kõrgepingeliin]]id toimetavad elektrienergia jaamast pikkade vahemaade taha tarbijani. Pildil olevad elektriliinid asuvad [[USA]] [[Utah|Utah']] osariigis.]]
 
[[Kõrgepinge]]l on ka puudusi, näiteks suurem isoleerimisvajadus ning suuremad väljakutsed ohutuks käsitlemiseks. Elektrijaamas toodetakse elektrienergiat sobiva pingega [[elektrigeneraator]]ite jaoks ning seejärel [[pinge]]t tõstetakse ülekande jaoks [[trafo]] abil. Tarbijate lähedal langetatakse ülekandepinge sobivaks tarbijatele. Need pingeväärtused sõltuvad riigist ja koormuse suurusest, kuid üldiselt on mootorid ja valgustus disainitud kasutama mõnesaja-voldistmõnesajavoldist elektripinget. Tarbijateni toodav elektrivool on standardiseeritud parameetritega. Eestis on standardne pinge 220 V ja [[sagedus]] 50 Hz. Kõrgepinge alalisvooluga (''HVDC'' - Highhigh-voltage direct-current'') elektrienergia ülekandesüsteemid on muutunud kasutatavaks, kuna tehnoloogia areng on võimaldanud leida efektiivse viisi alalispinge langetamiseks. Elektrienergia algusaegadel ei olnud ülekanne alalispingega mõeldav, sest ei eksisteerinud majanduslikult mõttekat viisi alalispinget langetada lõpptarbijale sobiva väärtuseni, näiteks [[hõõglamp]]ide kasutamiseks.
 
[[Kolmefaasiline süsteem|Kolmefaasilise vahelduvvoolu]] tootmine on väga tavaline. Lihtsaim viis seda teha on kasutada ühe [[generaator]]i [[staator]]i peal kolme eraldi mähist, mis on omavahel füüsiliselt 120° nurkade all (kolmandik tervest 360° faasist). Nii tekitatakse kolm voolusignaali, millel on võrdsed amplituudid ja sagedused, kuid [[faasivahe]] 120°. Kui lisada eeltoodud mähistele veel kolm tükki neile vastu (60° vahedega), tekitavad nad samad [[faas]]id, kuid pööratud [[polaarsus]]ega ning seega saab nad lihtsalt kokku ühendada. Praktikas kasutatakse rohkemgi mähiseid, näiteks 36 mähist 10° vahedega. Selle eeliseks on, et sama [[sagedus]]ega voolu tootmiseks saab kasutada aeglasemat pöörlemiskiirust. Näiteks 6 mähisega generaator, mis teeb 3600 pööret minutis, annab välja sama sagedusega signaali, mis 36 mähisega generaator, mis teeb 600 pööret minutis. Mida suurem seade, seda eelistatum on madalam pöörlemiskiirus. Kui kolmefaasilise süsteemi koormus on faaside vahel ühtlaselt jaotunud, siis läbi [[Neutraaljuht|neutraali]] elektrivoolu ei ole.
== Vahelduvvoolu jaotusvõrkude sagedused ==
 
Jaotusvõrgu[[sagedus]] varieerub riigiti ning mõnikord isegi riigisiseselt; suurem osa elektrienergiast toodetakse sagedusel 50 või 60 [[Herts]]i (Hz). Mõnes riigis esinevad nii 50 Hz kui ka 60 Hz võrgud, näiteks Jaapanis. Madal töösagedus lihtsustab elektrimootorite ehitust. Samas põhjustab madal sagedus ka tuntavat värelust [[Kaarlahendus|kaarlamp]]ides ja [[hõõglamp]]ides. Plusspoolelt jällegi põhjustab madalam sagedus madalamat [[impedants]]ikadu, mis on võrdeline sagedusega. Algsed [[Niagara juga|Niagara joa]] generaatorid disainiti tootma 25 Hz sagedusega elektrivoolu, kompromiss madala ja kõrge sageduse vahel - piisavalt madal [[tõmbemootor]]ite ja raskete [[induktsioon]]mootorite jaoks, samas piisavalt kõrge, et hõõglambid võiksid töötada (kuigi nähtava värelusega). EnamusSuurem toodetud võimsusestosa jae- ningja industriaaltarbijatele toodetud võimsusest muudeti 1950-ndatel 60 Hz sagedusele, siiski jäid mõned 25 Hz peal olevad tööstuslikud tarbijad kuni 21. sajandi alguseni. Mõnes Euroopa raudteesüsteemis kasutatakse siiani 16,7 Hz (varem 16 2/3 Hz) sagedusega elektrivoolu, näiteks [[Austria]]s, [[Saksamaa]]l, [[Norra]]s, [[Rootsi]]s ja [[Šveits]]is. Mere-, militaar-, õhusõiduki-, kosmose- ja tekstiilitöötlustehnoloogiadtekstiilitöötlustehnoloogiates kasutavadkasutatakse vahel ka 400 Hz elektrivoolu, mis pakub eeliseid kergemate seadmete ja suurematasuuremate mootorikiiruste näol. Keskarvuteid varustati sageli 400 Hz või 415 Hz vooluga [[virvendusefektVirvendusdefekt|virvendusdefekti]]i (ingl k ''ripple effect'') vähendamiseks.<ref>{{Cite web|url=https://www.ecmweb.com/basics/basics-400-hz-power-systems|title=The Basics of 400-Hz Power Systems|date=24.10.2019|website=Electrical Construction & Maintenance (EC&M) Magazine}}</ref>
 
== Efektid kõrgetel sagedustel ==
{{Peamine artikkel|Pinnaefekt}}
 
[[File:22. Теслин трансформатор.ogv|thumb|left|280px|[[Tesla trafo]] tekitamas kõrgsageduslikku voolu, mis on inimestele ohutu, kuid paneb tööle [[fluorestsents]]lambi, mida trafole lähendatakse.]]
 
Alalisvool liigub ühtlaselt läbi kogu homogeense juhtme ristlõike. Mistahes sagedusel vahelduvvool aga suunatakse juhtme keskmest eemale, selle välispinna suunas. See juhtub, kuna vahelduvvoolu puhul liikuva [[elektrilaeng]]u kiirendus tekitab [[elektromagnetlaine]]id, mis indutseerivad pöörisvoolusid, mis töötavad algsele elektrivoolule vastupidises suunas, kusjuures need nn. vastuvoolud tugevnevad juhtme kesktelje suunas. Sellist nähtust nimetataksegi [[pinnaefekt]]iks (ingl k ''skin effect''). Väga kõrgete sageduste puhul liigubki kogu elektrivool ainult juhi pindmistes kihtides. Isegi nii madalatel sagedustel nagu 50 Hz ja 60 Hz on siiski võimalik pinnefekti täheldada piisavalt jämedates [[elektrijuht]]ides. Näiteks sügavus, mille puhul on [[voolutihedus]] vaskjuhtmes vähenenud 63% 60 Hz sagedusega vahelduvvoolu korral, on 8,57 mm. Seetõttu on kõrge voolutugevuse jaoks mõeldud juhid vahel seest õõnsad, et vähendada nende massi ja hinda. Kuivõrd vahelduvvool liigub juhi servades, tähendab see, et juhi [[efektiivne ristlõige]] väheneb ja [[näivtakistus]] suureneb, kuna [[takistus]] on pöördvõrdeline juhi ristlõikepindalaga. AC takistus on sageli märksa suurem, kui DC takistus, põhjustades palju suurema energiakao [[Joule'i-Lenzi seadus|oomilise soojenemise]] tõttu.
 
==== Väändunud paarid ====
Sagedustel kuni 1 GHz väänatakse juhtmed paarikaupa kaabliks, moodustades väändunud paare. See vähendab kiirguskadusid ja kadusid induktiivsest seotusest. Väändunud paare tuleb kasutada tasakaalus signaalsüsteemida, et paaris olevad juhtmed kannaksid väärtuselt võrdseid, kuid vastassuunalisi voolusid. Iga juhe väändunud paaris kiirgab signaale, kuid need on destruktiivses [[interferents]]is teise juhtme poolt kiiratavate signaalidega ning seetõttu nö.n-ö kustutavad teineteist, tulemuseks peaaegu olematu kiirguskadu.
 
==== Koaksiaalkaablid ====
 
==== Lainejuhid ====
[[Lainejuhe|Lainejuhid]] on koaksiaalkaablitele sarnasedkoaksiaalkaablitesarnased, kuivõrd mõlemad koosnevad torudest, suurimesuurim erinevus seisneb selles, et lainejuhil ei ole sisemist elektrijuhti. Lainejuhil võib olla suvaline ristlõige, aga ristkülikukujuline on enamlevinud. Kuna lainejuhtidel ei ole sisemist elektrijuhti, mis kannaks vastupidist voolu, siis lainejuht ei saagi kanda elektrienergiat [[elektrivool]]u kaudu, vaid ''juhitud'' [[elektromagnetlained|elektromagnetlainete]] abil. Kuigi [[voolutihedus|pinnavoolud]] tõepoolest esinevad lainejuhtide siseseintel, ei kanna nad edasi energiat. Energiat kantakse edasi juhitud elektromagnetväljadega. Pinnavoolusid tekitavad elektromagnetväljad ning nende otstarve on hoida elektromagnetvälju lainejuhi sees ning mitte lekkida neid lainejuhist välja. Lainejuhi mõõtmed on võrreldavas suurusjärgus edastatava vahelduvvoolu [[lainepikkus]]ega, seega on lainejuhid mõistlikult kasutatavad vaid mikrolainete sagedusalas. Lisaks sellele mehaanilisele mõttekusele põhjustavad mitteideaalsetest [[metall]]idest valmistatud lainejuhtide seinad oma elektritakistusega võimsuse [[hajumine|hajumist]]. Kõrgematel sagedustel muutuvad sellest hajumisest tingitud kaod vastuvõetamatult suurteks.
 
==== Kiudoptika ====
| Periood
]]
[[File:Sine wave 2.svg|right|thumb|Siinuslaine üks tsükkel (360°). Katkendjoon tähistab [[ruutkeskmine|ruutkeskmist]] väärtust, mis on u. 0,707.]]
Vahelduvvoolusid põhjustavad vahelduvpinged. Vahelduvpinget ''v'' saab kirjeldada matemaatiliselt kui [[funktsioon]]i ajast järgmise võrrandi kaudu:
 
:<math>V_\text{peak} = \sqrt{2}\ V_\text{rms}.</math>
 
230 V vahelduvpinge jaoks on pinge amplituud <math>V_\text{peak}</math> seega <math>230\text{ V}\times\sqrt{2}</math>, mis on ligikaudu 325 V. Ühe tsükli jooksul tõuseb pinge nullist kuni väärtuseni 325 V, langeb uuesti läbi nulli väärtuseni -325–325 V ning naaseb nulli.
 
== Informatsiooni ülekanne ==
Vahelduvvoolu kasutatakse [[informatsioon]]i edasikandmiseks, näiteks [[telefon]]i ja [[kaabeltelevisioon]]i korral. Informatsiooni kandvaid signaale edastatakse üle laia vahelduvvoolu sageduste vahemiku. Traditsiooniliste telefonisignaalide sagedus on u. 3 kHz, lähedane baassageduslikule audiosagedusele. Kaabeltelevisioon ja teised kaabli kaudu edastatavad infokanalid võivad kasutada sagedusi kümnetest kuni tuhandete megahertsideni. Need sagedused on sarnased elektromagnetlainete sagedustelesagedustega, mis sama tüüpi infot [[Wi-Fi|juhtmeta]] edastavad.
 
== Ajalugu ==
Esimene [[generaator]] vahelduvvoolu tekitamiseks oli [[dünamo]] elektrigeneraator, mis põhines [[Michael Faraday]] printsiipidel ja mille ehitas prantslane [[Hippolyte Pixii]] aastal 1832. Pixii lisas hiljem oma seadmele [[kommutaator]]i, et tekitada (toona) enamkasutatavat alalisvoolu. Esimene teadaolev praktiline rakendus vahelduvvoolule tuli [[Guillaume Duchenne]]'i poolt, kes oli leiutaja ja [[elektroteraapia]] arendajaväljatöötaja. 1855. aastal teatas ta, et vahelduvvool on alalisvoolust parem elektroterapeutiliste lihaskokkutõmmete saavutamiseks. <ref>Licht, Sidney Herman., "History of Electrotherapy", in Therapeutic Electricity and Ultraviolet Radiation, 2nd ed., ed. Sidney Licht, New Haven: E. Licht, 1967, Pp. 1-70.</ref> Vahelduvvoolu tehnoloogiat arendas edasi ungarlase [[Ganz Works]]'<nowiki/>i firma (1870-ndad), ja 1880-ndatel: [[Sebastian Ziani de Ferranti]], [[Lucien Gaulard]], ja [[Galileo Ferraris]].
 
Vene insener [[Pavel Yablochkov]] leiutas 1876. aastal valgustussüsteemi, kus hulk induktsioonmähiseid oli tööle seadistatud piki kõrgepinge vahelduvvooluliini. Selle asemel, et muuta pinget, kandsid primaarmähised võimsuse edasi sekundaarmähistele, mis olid ühendatud ühe või mitme "elektriküünlaga", mida nimetatakse ka Yablochkovi küünlaks (sisuliselt [[kaarlahendus|kaarlamp]],<ref>{{cite journal
|url=https://books.google.com/?id=ksa-S7C8dT8C&pg=RA2-PA283 |page=283 |journal=[[Nature (journal)|Nature]] |issue=534 |volume=21 |title=Gas and Electricity in Paris |last=De Fonveille |first=W. |bibcode=1880Natur..21..282D |doi=10.1038/021282b0
}}</ref> see pidi tagama, et ühe lambi kasutuskõlbmatuks muutumisel ei katkeks kogu ahel. 1878. aastal hakkas Ganzi tehas Budapestis tootma seadmeid elektrilise valgustuse jaoks, ning 1883. aastaks olid nad paika seadnud üle 50 süsteemi kogu [[Austria-Ungari]]s. Nende vahelduvvoolusüsteem kasutas nii kaar- kui ka hõõglampe, generaatoreid ja muid seadmeid.<ref name="Hughes (1993)">{{Cite book
| url = https://books.google.com/?id=g07Q9M4agp4C&pg=PA96&dq=Networks+of+Power:+Electrification+in+Western+Society,+1880-1930+ganz#v=onepage&q=
| last = Hughes | first = Thomas P.
 
=== Transformaatorid ===
Vahelduvvoolusüsteemides saab kasutada [[transformaator]]eid, et muuta pinget soovi korral kõrgemast madalamaks ja vastupidi, lubades tootmist ja tarbimist madalatel pingetel, kuid ülekannet - vahel ka väga pika maa taha - kõrge pinge abil, säästes elektrijuhtide maksumuse ja energiakadude pealt. Bipolaarne avatud südamikuga [[trafo]], mille arendasidtöötasid välja [[Lucien Gaulard]] ja [[John Dixon Gibbs]], toodi esmakordselt avalikkuse ette 1881. aastal Londonis, ja see püüdispälvis kohe [[George Westinghouse]]'i tähelepanu. Nad näitasid oma leiutist ka 1884. aastal [[Torino]]s. Sellegipoolest olid need algsed mähised avatud magnetahelatega elektrienergia koormusteni ülekandeks ebaefektiivsed. Kuni 1880-ndateni oli elektrienergia kõrge pingega tootja juurest madala pingega tarbija juurde toomise paradigma [[jadaühendus]]. Avatud südamikuga trafode, mille mähiste suhe on lähedal 1:1'-le, primaarid ühendati jadamisi, et lubada kõrge pinge ülekande jaoks, samas madal pinge lampide jaoks. Sellise ühenduse põhimõtteline viga seisneb selles, et ühe lambi või mistahes seadme ahelas, väljalülitamine mõjutab pinget, mille all on kõik teised seadmed ahelas. Mõeldi välja mitmeid trafodisaine ja meetodeid, kuidas seda jadaühenduse probleemi kompenseerida, sh näiteks trafosüdamike nihutamine.<ref name=FJU1889>{{cite book|url=https://archive.org/details/historyoftransfo00upperich|last=Uppenborn|first=F. J.|title=History of the Transformer|publisher=E. & F. N. Spon|location=London|date=1889|pages=35–41}}</ref> Alalisvoolusüsteemidel selliseid probleeme ei olnud, andesmis andis neile suure eelise varajaste vahelduvvoolusüsteemide ees.
 
=== Pioneerid ===
 
[[File:ZBD team.jpg|thumb|right|Ungari "ZBD meeskond" ([[Károly Zipernowsky]], [[Ottó Bláthy]], [[Miksa Déri]]), esimese kõrgesuure efektiivsusega suletud südamikuga [[trafo]] ehitajad]]
 
[[File:DBZ trafo.jpg|right|thumb|ZBD trafo prototüüp Széchenyi IstvánIstváni memoriaalnäitusel, [[Nagycenk]]is [[Ungari]]s]]
 
1884. sügisel leidsid [[Károly Zipernowsky]], [[Ottó Bláthy]] ja [[Miksa Déri]] (ZBD), kolm inseneri Ganzi tehasest, et avatud südamikuga seadmed on ebapraktilised, kuna nendega ei suudetudsaadud usaldusväärselttöökindlalt pinget reguleerida. {{sfnp|Hughes|1993|p=95}} Ühises 1885. aastal esitatud patenditaotluses uudsete trafode peale (hiljem nimetatud kui ZBD trafod) kirjeldasid nad kahte suletud magnetahelatega disaini, kus vaskjuhtmed olid keritud ümber raudjuhtmetest südamiku või neid ümbritses raudjuhtmetest südamik.<ref name=FJU1889 /> Mõlema disaini puhul liikus [[magnetvoog]], mis seob primaari ja sekundaari, tervenisti raudsüdamiku sees, ilma teadlikult tehtud õhuvahe piirkonnata. Uued seadmed olid 3-43–4 korda efektiivsemad, kui avatud südamikuga Gaulardi ja Gibbsi seadmed.<ref name=Jeszenszky>{{cite web
|last=Jeszenszky|first=Sándor
|title=Electrostatics and Electrodynamics at Pest University in the Mid-19th Century
|volume=80 |issue=3 |pages=121–125
|doi=10.1109/AIEEPAS.1961.4500994
}}</ref> Esimene seade toodeti järgmiste parameetritega: 1,4001400 W, 40&nbsp;Hz, 120:72 V, 11.6:19.4 A, suhe 1.67:1, ühefaasiline.<ref name="Halacsy (1961)" />
 
ZBD patendid sisaldasid kahte omavahel seotud uuendust: üks puudutas [[rööpühendus]]e kasutamist senise [[jadaühendus]]e asemel koormuste ühendamisel, teine puudutas võimekust teha suuremate mähiste suhtega trafosid, mis võimaldasid palju suuremaid võrgupingeid (algselt 1400 V kuni 2000 V) enne lõppkasutajani (algselt plaanitud 100 V) jõudmist.<ref name=BUTE-OMIKK-BlathyOtto>{{cite web |title=Bláthy, Ottó Titusz|url=http://www.omikk.bme.hu/archivum/angol/htm/blathy_o.htm|publisher=Budapest University of Technology and Economics, National Technical Information Centre and Library }}</ref> Kasutades rööbiti ühendatud jaotussüsteemides suletud südamikega trafosid, muutus viimaks tehniliselt ja majanduslikult mõttekaks pakkuda elektriliselt töötavaid valgusteid kodudesse, ettevõtetesse ja avalikku ruumi.<ref name="Bláthy_HPO">{{cite web |title=Bláthy, Ottó Titusz (1860–1939) |url=http://www.hpo.hu/English/feltalalok/blathy.html|publisher=Hungarian Patent Office }}</ref><ref>{{cite web |last=Zipernowsky|first=K.|author2= Déri, M.|author3= Bláthy, O.T. | url=http://www.freepatentsonline.com/0352105.pdf|title=Induction Coil|publisher=U.S. Patent 352 105, issued Nov. 2, 1886}}</ref> Ottó Bláthy leiutas ka esimese vahelduvvoolu [[elektriarvesti]].<ref>{{cite web |author=Eugenii Katz |url=http://people.clarkson.edu/~ekatz/scientists/blathy.html |title=Blathy |publisher=People.clarkson.edu |date=24.10.2019| archiveurl = https://web.archive.org/web/20080625015707/http://people.clarkson.edu/~ekatz/scientists/blathy.html}}</ref><ref name=Ricks1896>{{cite journal
}} Student paper read on January 24, 1896, at the Students' Meeting.</ref><ref>''The Electrician'', Volume 50. 1923</ref><ref>Official gazette of the United States Patent Office: Volume 50. (1890)</ref>
 
Vahelduvvoolu elektrisüsteemid arendatitöötati välja ja võeti kasutusele väga kiiresti, peale aastatpärast 1886. aastat, kuna saadi aru võimekusest elektrivoolu liigutada efektiivselt üle pikkade vahemaade, saades nii üle alalisvoolusüsteemide piiratusest. 1886. aastal töötasid ZBD insenerid välja maailma esimese [[elektrijaam]]a, mis kasutas vahelduvvoolugeneraatoreid, et toita rööbiti ühendatud tarbijate võrku, täpsemalt auruelektrijaama Rome-Cerchi.<ref name="IEC Techline">{{cite web |url=http://www.iec.ch/cgi-bin/tl_to_htm.pl?section=technology&item=144 |archive-url=https://web.archive.org/web/20070930171011/http://www.iec.ch/cgi-bin/tl_to_htm.pl?section=technology&item=144 |url-status=dead |title=Ottó Bláthy, Miksa Déri, Károly Zipernowsky |publisher=IEC Techline
}}</ref> Vahelduvvoolu tehnoloogia usaldusväärsustöökindlus tõusissuurenes märgatavalt pealepärast seda, kui Ganzi tehas elektrifitseeris suure Euroopa metropoli, [[Rooma]], aastal 1886.<ref name="IEC Techline" />
 
[[File:WestinghouseEarlyACSystem1887-USP373035.png|thumb|Westinghouse'i algne vahelduvvoolusüsteem, 1887<br /> ([https://web.archive.org/web/20090325121254/http://www.pat2pdf.org/patents/pat373035.pdf US patent 373035])]]
 
Ühendkuningriigis disainis [[Sebastian de Ferranti]], kes arendastöötas välja vahelduvvoolugeneraatoreid ja trafosid Londonis aastast 1882, vahelduvvoolusüsteemi [[Grosvenor Gallery]] elektrijaamas 1886. aastal. Ettevõte, millele ta tööd tegi, oli London Electric Supply Corporation (LESCo) ning Ferranti disainis sealgi vahelduvvoolugeneraatoreid ja trafosid, mis sarnanesid kusjuures Gaulardi ja Gibbsi omadeleomadega. {{sfnp|Hughes|1993|p=98}} Aastal 1890 disainis ta [[Deptford]]i elektrijaama<ref>[http://www.mosi.org.uk/collections/explore-the-collections/ferranti-online/timeline.aspx Ferranti Timeline] {{cite web|url=https://web.archive.org/web/20151003002335/http://www.mosi.org.uk/collections/explore-the-collections/ferranti-online/timeline.aspx |date=24.10.2019 }} – ''[[Museum of Science and Industry (Manchester)|Museum of Science and Industry]]''</ref> ja muutis Grosvenor Gallery elektrijaama teisel pool [[Thames]]i jõge elektriliseks [[alajaam]]aks, näidates, kuidas saab vanemaid elektrijaamu ühendada uuemasse universaalsemasse vahelduvvooluvõrku.
 
Ameerika Ühendriikides töötas [[William Stanley, Jr.]] välja ühe esimestest praktilistest seadmetest, mille abil kanda üle vahelduvvoolu efektiivselt ühest isoleeritud ahelast teise. Ta kasutas mähiste paari, kumbki keritud ümber ühise raudsüdamiku, tema leiutis, mida ta nimetas [[induktiivpool]]iks, oli algeline [[trafo]]. Stanley töötastegi palju ka Euroopaselle seadmeteheaks, naguet Euroopa seadmed, näiteks Gaulardi ja Gibbsi trafo, Ühendriikidesvõetaks kasutusele võtmiseksAmeerika Ühendriikides, seda [[George Westinghouse]]'i juures, kes hakkas vahelduvvoolusüsteeme ehitama 1886. aastal. Westinghouse'i ja teiste vahelduvvoolusüsteemide levik leidis ka vastuseisjaid, eeskätt 1887. aastal, kui [[Thomas Alva Edison|Edison]] (alalisvoolu apologeet) hakkas vahelduvvoolu diskrediteerima kui liiga ohtlikku. Võitlust erinevate süsteemide eestkõnelejate vahel teatakse ka kui "Vooludevoolude Sõdasõda" (ingl k ''War of Currents''). 1888. aastal said vahelduvvoolusüsteemid usaldusväärsust juurde, kui avalikkusele tutvustati töötavat vahelduvvoolumootorit, mis oli senini süsteemidest puudu olnud, said vahelduvvoolusüsteemid selle abil töökindlamaks. Induktsioonmootori leiutasid teineteisest sõltumatult [[Galileo Ferraris]] ja [[Nikola Tesla]] (Tesla disain sai patendi Ameerika Ühendriikides Westinghouse'i firmale). Selle arendasid edasi moodsaks kolmefaasiliseks seadmeks [[MikhailMihhail Dolivo-DobrovolskyDobrovolski]] ja [[Charles Eugene Lancelot Brown]].<ref name="books.google.com">[[Arnold Heertje]], Mark Perlman [https://books.google.com/books?id=qQMOPjUgWHsC&pg=PA138&lpg=PA138&dq=tesla+motors+sparked+induction+motor&source=bl&ots=d0d_SjX8YX&sig=sA8LhTkGdQtgByBPD_ZDalCBwQA&hl=en&sa=X&ei=XoVSUPnfJo7A9gSwiICYCQ&ved=0CEYQ6AEwBA#v=onepage&q=tesla%20motors%20sparked%20induction%20motor&f=false Evolving Technology and Market Structure: Studies in Schumpeterian Economics], page 138</ref>
 
Amesi hüdroelektrijaam ja algne Niagara Joa Adamsi elektrijaam olid esimeste hüdroelektri vahelduvvoolujaamade hulgas. Esimene pikamaa ühefaasilise elektrisignaali ülekanne toimus hüdroelektrijaamast [[Oregon|Oregoni osariig]]is Willamette Falls'isFallsis, mis saatis 1890. aastal elektrienergiat 14 miili kaugusele Portlandi kesklinna tänavavalgustuse jaoks.<ref>{{Cite journal |last=|first=|date=1915|title=Electric Transmission of Power |url=|journal=General Electric Review |volume=XVIII}}</ref> 1891. aastal paigaldati teine süsteem Telluride'i [[Colorado|Colorado osariigi]]s.<ref>{{Cite journal |last=|first=|date=1915|title=Electric Transmission of Power|url=|journal=General Electric|volume=XVIII|pages=|via=
}}</ref>
[[San Antonio Canyon]]'<nowiki/>i generaator oli kolmas kommertsiaalne ühefaasiline vahelduvvoolu [[hüdroelektrijaam]] Ameerika Ühendriikides, mis transportis ka elektrienergiat pikkade distantside taha. See valmis 1892. aasta 31. detsembril. Jaama arendastöötas välja [[Almarian Decker]] ning see varustas Pomona linna [[California|California osariigi]]s, mis oli 14 miili kaugusel. 1893. aastal disainis sama mees [[USA]] esimese tööstusliku kolmefaasilise vahelduvvoolu hüdroelektrijaama – Mill Creek No. 1, mis asus Redlands'is,Redlandsis [[Kalifornia|California osariigi]]s. Deckeri disain hõlmas 10 kV kolmefaasilist ülekannet ning sätestas standardi, mille järgi terviklikke tootmise, ülekande ja mootorite süsteeme ehitati. [[Jaruga]] hüdroelektrijaam [[Horvaatia]]s sai töökorda 28. augustil 1895. aastal. Kaks [[generaator]]it (kumbki 42 Hz, 550 kW) ja trafod valmistas ja seadis üles Ungari firma Ganz. Ülekandeliin elektrijaamast Šibeniki linna oli 11,5 km pikk, liine kandsid puidust tornid. Munitsipaaljaotusvõrk 3000 V/110 V hõlmas kuute trafode alajaama. Vahelduvvooluahelate teooria arenes 19. sajandi lõpus ja 20. sajandi alguses väga kiiresti. Märkimisväärsed panustajad vahelduvvoolu teoreetilisse baasi oli muuhulgas näiteks [[Charles Steinmetz]], [[Oliver Heaviside]], jpt.<ref>{{Cite book|url=https://books.google.com/?id=f5FqsDPVQ2MC&pg=PA1229&dq=theoretical++alternating+current++Oliver+Heaviside#v=onepage&q=theoretical++alternating+current++Oliver+Heaviside&f=false|title=Companion Encyclopedia of the History and Philosophy of the Mathematical Sciences|first=I.|last=Grattan-Guinness|publisher=JHU Press|via=Google Books|isbn=978-0-8018-7397-3}}</ref><ref>{{Cite book|url=https://books.google.com/?id=lew5IC5piCwC&pg=PA329&dq=theoretical++alternating+current++Charles+Steinmetz#v=onepage&q=theoretical++alternating+current++Charles+Steinmetz&f=false|title=Mathematics in Historical Context|first=Jeff|last=Suzuki|publisher=MAA|via=Google Books|isbn=978-0-88385-570-6}}</ref> Arvutusi mittetasakaaluliste kolmefaasiliste süsteemide kohta aitas lihtsustada [[Charles Legeyt Fortescue]] sümmeetriliste komponentide meetod aastast 1918.
 
== Vaata ka ==
138 264

muudatust