Arus ulang-alik

Sejarah

Transformer kuasa yang dibangunkan oleh Lucien Gaulard dari Perancis dan John Dixon Gibbs dari England telah ditunjukkan di London pada tahun 1881, dan menarik minat Westinghouse. Mereka juga mempamerkan ciptaan mereka di Turin pada tahun 1884, di mana ia diguna pakai untuk sistem pencahayaan elektrik. Kebanyakan daripada ciri-ciri rekaan mereka diguna pakai dalam undang-undang berkaitan sistem pengagihan elektrik di UK [1]
Pada tahun-tahun 1882, 1884 dan 1885, Gaulard dan Gibbs memohon paten bagi transformer ciptaan mereka; namun demikian, permohonan mereka ditolak kerana tindakan yang dilakukan oleh Sebastian Ziani de Ferranti dan lain-lain.
Ferranti memulakan perniagaan pada tahun 1882 semasa beliau mendirikan sebuah kedai di London bagi merekabentuk pelbagai peralatan elektrik. Ferranti bertaruh sejak dari awal lagi mengenai kejayaan sistem pengagihan arus ulang-alik, serta merupakan salah seorang pakar dalam sistem tersebut di UK. Pada tahun 1887 Perbadanan Bekalan Elektrik London (LESCo) mengambil Ferranti bekerja bagi mereka bentuk stesen janakuasa di Deptford. Beliau merekabentuk bangunan, loji jana kuasa serta sistem pengagihan. Semasa ia siap dibina pada tahun 1891, stesen berkenaan merupakan stesen janakuasa moden pertama, membekalkan tenaga elektrik AC bervoltan tinggi yang kemudiannya "diinjak turun" untuk kegunaan pelanggan di setiap jalan. Sistem asas sebegini terus digunakan di seluruh dunia sekarang. Kebanyakan rumah di seluruh dunia masih mempunyai meter elektrik dengan paten Ferranti AC yang dicapkan padanya.
William Stanley, Jr. mereka salah satu peralatan praktikal terawal bagi memindahkan kuasa elektrik AC dengan cekap di antara litar berasingan. Dengan menggunakan sepasang gelung yang dililitkan pada satu teras besi sepunya, rekaannya yang dikenali sebagai gelung aruhan, merupakan transformer terawal. Sistem bekalan AC yang digunakan hari ini dibangunkan dengan pesat selepas tahun 1886, termasuklah konsep awal oleh Nikola Tesla, yang kemudiannya menjual patennya kepada George Westinghouse. Lucien Gaulard, John Dixon Gibbs, Carl Wilhelm Siemens dan lain-lain turut menyumbang kepada bidang ini. Sistem AC berjaya mengatasi kelemahan sistem arus terus yang digunakan oleh Thomas Edison bagi mengagihkan bekalan elektrik secara cekap melalui jarak yang jauh walaupun Edison sering mendakwa kononnya arus ulang-alik sangat berbahaya semasa Perang Arus Elektrik.
Loji janakuasa elektrik komersial di Amerika Syarikat yang menggunakan sistem arus ulang-alik tiga fasa ialah stesen hidroelektrik Mill Creek berhampiran Redlands, California pada tahun 1893 yang direka oleh Almirian Decker. Rekaan Decker menampilkan penghantaran bekalan tiga fasa 10,000 volt serta membentuk piawaian bagi sistem penjanaan, penghantaran dan penggunaan yang lengkap seperti yang digunakan pada hari ini.
Teori litar arus ulang-alik berevolusi dengan pantas pada penghujung abad ke-19 dan awal abad ke-20. Penyumbang ternama pada asas teori bagi pengiraan arus ulang-alik termasuklah Charles Steinmetz, James Clerk Maxwell, Oliver Heaviside, serta ramai lagi. Pengiraan bagi sistem tiga fasa yang tidak seimbang dipermudahkan melalui kaedah komponen simetri yang dibincangkan oleh Charles Legeyt Fortescue pada tahun 1918.

Frekuensi bekalan AC

Frekuensi bagi sistem bekalan elektrik adalah berbeza mengikut negara; kebanyakan sistem bekalan elektrik dijana pada frekuensi sama ada 50 atau 60 Hz. Sila rujuk rencana Sistem bekalan elektrik sesalur dunia. Sesetengah negara mempunyai campuran sistem bekalan 50 Hz dan 60 Hz, terutamanya Jepun.
Frekuensi rendah memudahkan rekaan motor elektrik berkelajuan rendah seperti pada sistem kereta api elektrik, tetapi ia turut menghasilkan kelipan yang ketara pada mentol lampu dan lampu pendarflour. Bekalan elektrik 16⅔ Hz masih digunakan di sesetengah sistem kereta api elektrik di Eropah, seperti di Austria, Jerman, Norway, Sweden dan Switzerland. Penggunaan frekuensi rendah juga memberi kelebihan seperti kehilangan galangan yang rendah, yang berkadaran dengan frekuensi. Stesen janakuasa hidroelektrik Air terjun Niagara asalnya dibina bagi menghasilkan frekuensi 25 Hz sebagai kompromi antara frekuensi rendah bagi motor tarikan serta motor aruhan berat, sementara masih membenarkan lampu pijar untuk berolerasi (walaupun masih ada kelipan yang ketara); kebanyakan pengguna domestik dan komersial bagi sistem 25 Hz telah beralih ke sistem 60 Hz menjelang lewat 1950an, walaupun beberapa pelanggan industri 25 Hz masih wujud pada awal abad ke-21.