Ümbritsevat maailma on raske ette kujutada ilma elektrita, mis on tunginud tänapäeva elu kõikidesse valdkondadesse. Seda tüüpi energiat kasutatakse valgustamiseks, elektrimootorite pööramiseks, sellest toidetakse erinevaid elektroonikaseadmeid jne. Ise elektriseadmed moodustavad keeruka tehnilise süsteemi, mis peab tingimata tagama elektrivoolu tekkimise energiana elektrijaamades selle tarnimine otse tarbija ühenduspunkti ja järgnev muundamine soovitud vormi töö.
DC ja AC
Elektrivoolu saamiseks on vajalik väline energiaallikas, mille funktsioone saab täita:
- kivisöe, nafta ja gaasi põletamisel tekkiv soojus;
- veevool reservuaarist või loodete poolt tekitatud;
- tuul;
- päikesekiirgus;
- keemilised protsessid akus.
Edasi muundatakse see energia ühel või teisel viisil vooluks, mis edastatakse juhtmete kaudu vastuvõtja ühenduspunkti ja kasutatakse seal kasuliku töö tegemiseks.
Vool ise võib olla kas püsiv või vahelduv. Vahelduvvoolul on tavaliselt sinusoidaalne iseloom, mis tuleneb selle tootmise laadist generaatori võlli pöörleva liikumise tagajärjel, joonis 1.
Alalis- ja vahelduvvõrkude eelised ja puudused
Alalisvooluvõrgud elektrotehnika arengu varases staadiumis erinesid soodsalt nendest töötavate elektrimootorite loomise lihtsuse poolest. See eelis kaotas kohe pärast mitmefaasilise elektrimootori leiutamist 1882. aastal.
Hõõglampide elektrivalgustuse osas on vahelduvpinge ja alalisvoolu pinge samaväärsed.
Elektrienergia edastamise seisukohast selle tootmise kohast vahelduvvooluvõrgu tarbimiseni osutus kohe pärast jõuallika leiutamist ja väljatöötamist konkurentsist välja trafo.
Viimast seostati elektrikadudega. Tarbija nõuab ohutuse huvides suhteliselt madalat pinget, samal ajal kui kõrgepingele üleminekul vähenevad transpordi ajal tekkivad kaod. Pinge muutmist suurtes alalisvooluvõrkudes ei lahendata endiselt lihtsate vahenditega Selleks piisab vahelduvvõrkudest, kui liini otstesse paigaldatakse kaks vastava võimsusega trafot, pilt 2.
Vahelduv- ja alalisvooluvõrkude arengulugu
Esimest korda massiliseks kaubanduslikuks kasutamiseks 70ndate lõpus. 19. sajandil võeti vastu kolmejuhtmelised alalisvõrgud (+/- 110 V ja 0 V), mis loodi ettevõtte Edison Electric Edison Electric Light (nüüd osa General Elektriline "). Nendega toideti esimesed hõõglampide näidised, joonis 3.
Nikola Tesla loodud massiliselt kasutamiseks mõeldud vahelduvvoolu elektriseadmete tööstusliku tootmise valdas Westinghouse kümme aastat hiljem. Vaatamata elektrivõrgu märgatavalt paremate tööparameetrite tõttu tekkivale nii suurele viivitusele tõrjus ta selle põhjal konkurendi kiiresti. Juba 20ndate lõpus. XX sajandil USA-s ei kasutatud alalisvõrke enam vastloodud rajatistes. Viimane lõpetati aga alles 2007. aastal.