Vahelduvvool: erinevus redaktsioonide vahel
Eemaldatud sisu Lisatud sisu
Kruusamägi (arutelu | kaastöö) PResümee puudub |
|||
3. rida:
'''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 | title = Electrical meterman's handbook| author = National Electric Light Association| publisher = Trow Press| date = 1915 | page = 81| url = https://books.google.com/books?id=ZEpWAAAAMAAJ&pg=PA81▼
▲ | title = Electrical meterman's handbook| author = National Electric Light Association| publisher = Trow Press| date = 1915 | page = 81| url = https://books.google.com/books?id=ZEpWAAAAMAAJ&pg=PA81
}}</ref>
10. rida ⟶ 9. rida:
== 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]]
40. rida ⟶ 38. rida:
== 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]]
47. rida ⟶ 44. rida:
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.
{{
=== Meetodeid vahelduvvoolu takistuse vähendamiseks ===
65. rida ⟶ 62. rida:
==== Kiudoptika ====
{{
Suurematel sagedustel kui 200 GHz muutuvad lainejuhi mõõtmed ebapraktiliselt väikeseks ning oomilised kaod lainejuhi seintes liiga suurteks. Selle asemel saab kasutada [[kiudoptika]]t, mis on teatud tüüpi dielektriline lainejuht. Selliste sageduste puhul ei kasutata enam pinge ja voolutugevuse mõisteid.
88. rida ⟶ 85. rida:
=== Võimsus ===
{{
Seos pinge ja edasikantud võimsuse vahel on:
139. rida ⟶ 136. rida:
== 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]] väljatöötaja. 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]]
Vene insener [[Pavel Jablotškov]] 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 Jablotškovi küünlaks (sisuliselt [[kaarlahendus|kaarlamp]]
}}</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=
163. rida ⟶ 159. rida:
[[File:DBZ trafo.jpg|right|thumb|ZBD trafo prototüüp Széchenyi Istváni 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 saadud töökindlalt pinget reguleerida.
|last=Jeszenszky|first=Sándor
|title=Electrostatics and Electrodynamics at Pest University in the Mid-19th Century
186. rida ⟶ 182. rida:
[[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 töötas välja vahelduvvoolugeneraatoreid ja trafosid Londonis aastast 1882, vahelduvvoolusüsteemi [[Grosvenor Gallery]] elektrijaamas 1886. aastal. Ta tegi tööd London Electric Supply Corporationile (LESCo) ning töötas sealgi välja vahelduvvoolugeneraatoreid ja trafosid, mis sarnanesid üsnagi Gaulardi ja Gibbsi omadega.
Ameerika Ühendriikides töötas [[William Stanley]] 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 tegi palju ka selle heaks, et Euroopa seadmed, näiteks Gaulardi ja Gibbsi trafo, võetaks kasutusele Ameerika 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 eri süsteemide eestkõnelejate vahel teatakse ka kui "voolude sõda" (ingl k ''War of Currents''). 1888. aastal, 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 tehniline lahendus sai patendi Ameerika Ühendriikides Westinghouse'i firmale). Selle arendasid edasi moodsaks kolmefaasiliseks seadmeks [[Mihhail Dolivo-Dobrovolski]] 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
}}</ref>
[[San Antonio Canyon]]
== Vaata ka ==
*[[Alalisvool]]
*[[Kolmefaasiline süsteem]]
*[[Elektrienergia ülekanne]]
*[[Transformaator]]
== Viited ==
{{
== Kirjandus ==
|