Redigerer Vekselstrøm (avsnitt)

==Historisk utvikling==
[[Fil:Wechselstromerzeuger.jpg|miniatyr|Dette apparatet regnes for å være verdens første [[generator|vekselstrømsgenerator]] bygget av franskmannen Hippolyte Pixii i 1832. Pixii var instrumentmaker for [[André-Marie Ampère]] og [[Claude Pouillet]] i 1820-årene.<ref name=MD/>]]

===De aller første forsøkene med en elektrisk motor===
Den første [[generator]] som produserte en spenning basert på [[elektromagnetisk induksjon]] ble konstruert i 1832 av den franske instrumentmakeren [[Hippolyte Pixii]]. Dette ble diskutert på et møte i [[Det franske vitenskapsakademiet]] (Académie des Sciences) i september 1832, og allerede i juli ble oppfinnelsen omtalt i ''Annales de Chimie''. Denne enkle generatoren består som tegningen til høyre viser av en hesteskoformet permanentmagnet som roterer under to spoler. Utover 1800-tallet var det mange forsøk på å lage en fungerende og praktisk nyttig generator og [[elektrisk motor]], men få lykkes med å få noen særlig stor ytelse ut av sine maskiner.<ref name=MD>{{Kilde www | forfatter=Martin Doppelbauer | url= http://www.eti.kit.edu/english/1376.php |tittel=The invention of the electric motor 1800-1854 – A short history of electric motors - Part 1 | besøksdato=11. januar 2015 | verk=  |utgiver=Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) | arkiv_url= |arkivdato= |sitat= }}</ref>

Den tyske ingeniøren og fysikeren [[Moritz Hermann von Jacobi]] holdes for å være den første til å lage en praktisk anvendbar elektrisk motor. Han skrev i ''Annalen der Physik'' i mai 1834 at han hadde konstruert en elektrisk motor som utviklet en [[Elektrisk effekt|effekt]] på 15 [[W]]. Et år tidligere hadde den amerikanske smeden Thomas Davenport gjort det kjent at han hadde konstruert en elektrisk motor som kunne yte 4,5 W. Det virkelige gjennombruddet kom da von Jacobi lykkes med å konstruere en motor som kunne yte 300 W. Han brukte motoren til å drive en båt, som han under en demonstrasjon fraktet 14 personer over en elv i [[St. Petersburg]]. For å drive motoren hadde båten sinkbatterier med en samlet vekt på 200 kg. Denne båtturen fant sted den [[13. september]] [[1838]]. I årene etter og frem til 1866 ble det tatt ut hele 100 patenter på elektriske motorer bare i England.<ref name=MD/>

===En generator til en vellykket motor===
Det ble gjort fremskritt for å utvikle en brukbar elektrisk motor, men problemet var vekten og kostnadene for batteriene. R. Hunt skrev i ''British Philosophical Magazine'' i 1850 at det kostet 25 ganger så mye å bruke en elektrisk motor enn en [[dampmaskin]], målt fra det samme [[Arbeid (fysikk)|arbeidet]]. Oppfinnerne måtte innse at en vellykket motor også måtte ha tilknytting til en generator for å produsere elektrisk energi billig og rasjonelt. Både en god konstruksjon av en generator og et kraftsystem måtte se dagens lys, før en elektrisk motor kunne bli noen suksess.<ref name=MD/>

===Strømkrigen===
{{Hoved|Strømkrigen}}
[[Fil:WestinghouseEarlyACSystem1887-USP373035.png|miniatyr|Et tidlig vekselstrømssystem utviklet ved Westinghouse i 1887.<br />([https://web.archive.org/web/20090325121254/http://www.pat2pdf.org/patents/pat373035.pdf US patent 373035])]]

Alle de tidlige eksperimentene med elektriske motorer og generatorer skjedde med likespenning. På slutten av 1800-tallet ble elektrisitet først og fremst brukt til [[Elektrisk belysning|belysning]]. For å drive  [[Lysbue|lysbuelampe]]r, som på denne tiden var vanlig, fungerte det fint å bruke likestrøm. I [[USA]] bygget [[Thomas Edison]] opp et stort forretningsimperium bygget på systemer for likestrøm. En av verdens første kraftstasjoner, [[Pearl Street Station]], ble satt i drift i New York i 1882, og det var Edisons firma som sto bak. Edison var grunnlegger av [[General Electric]].

En av Edisons store rivaler var oppfinneren og industrimannen [[George Westinghouse]].<ref>{{Kilde www | forfatter= | url= http://www.ieeeghn.org/wiki/index.php/Generators | tittel=Generators | besøksdato= 11. januar 2015 | verk= IEEE Global History Network |utgiver=Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) | arkiv_url= |arkivdato= |sitat= }}</ref> Westinghouse ble oppmerksom på den serbisk-amerikanske ingeniøren [[Nikola Tesla]] som gjorde flere fremskritt med systemer for vekselstrøm. Tesla arbeidet med eksperimenter med tofasede generatorer, overføringslinjer med fire ''faseledere'' og tilhørende motorer. Edison på sin side uttrykte liten tro på at noe vellykket vekselstrømsystem noen gang ville se dagens lys. Disse stridighetene er kjent som [[strømkrigen]].<ref name=MD2>{{Kilde www | forfatter=Martin Doppelbauer | url= http://www.eti.kit.edu/english/1376.php |tittel= The invention of the electric motor 1800-1854 – A short history of electric motors - Part 2 | besøksdato= 11. januar 2015 | verk=  |utgiver=Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) | arkiv_url= |arkivdato= |sitat= }}</ref>

Imidlertid har kraftsystemer basert på likestrøm den store ulempen at avstanden mellom kraftverket med generatorene, og forbrukerne ikke kan være særlig lang. Grunnen er at disse systemene ikke kan få noen særlig høy spenning. Dette har blant annet sin årsak i konstruksjonsmessige forhold i en likestrømsgenerator. En annen ting er at en innretting for å heve spenningen, som en transformator gjør i et vekselstrømssystem, ikke var mulig før moderne kraftelektronikk ble utviklet. Disse forholdene gjør at spenningen må holdes lav og dermed vil [[spenningsfall]]et bli stort over lengre avstander.

===Vanskene med en fungerende vekselstrømsmotor===
[[Fil:Doliwo-Dobrowolsky.jpg|miniatyr|Mikhail Osipovitsj Dolivo-Dobrovolskij]] 

Den italienske professoren [[Galileo Ferraris]] lyktes å bygge en liten tofase asynkronmotor i 1885. Ferraris trodde feilaktig at en slik maskin aldri kunne oppnå en større [[virkningsgrad]] en 50 %. Han mistet derfor interessen for videreutvikling av sitt prinsipp. På denne tiden var det flere i Europa som arbeidet med å lage en praktisk anvendbar vekselstrømsmotor.<ref name=MD2/> 

Den første som både konstruerte en trefasemotor og lyktes med å få denne satt i produksjon var sveitsisk-russeren [[Mikhail Dolivo-Dobrovolskij]]. Han var sjefingeniør ved [[Allgemeine Elektricitäts-Gesellschaft]] (AEG), og i 1889 fant han opp en trefase asynkronmotor som virket svært lovende. Samtidig oppfant han flere andre viktige oppfinnelser, blant annet av en [[transformator]] som han også fikk patent på i 1889. Dolivo-Dobrowolsky var også den første til å finne ut at ''vinklingene'' i en motor eller generator kan kobles i ''stjerne'' eller ''trekant''. Han fant videre ut at et trefasesystem ikke behøver mer enn tre [[Elektrisk leder|ledere]] for overføring av elektrisk energi. Samtidig fikk svensken [[Jonas Wenström]] i april 1889 patent på et trefasesystem. Wenström bygde i 1893 en 13 km lang trefase [[kraftledning]] i Sverige. Han hadde sannsynligvis gjort sine eksperimenter uten å vite at andre også utviklet trefasesystemer.<ref name=MD2/>

===Utviklingen av transformator for kraftoverføring===
{{Hoved|Transformator}}

[[Fil:ZBD team.jpg|miniatyr|Den ungarske «ZBD-gruppen» bestående av [[Károly Zipernowsky]], [[Ottó Titusz Bláthy]], [[Miksa Déri]] tok sammen ut patente på en til da meget vellykket transformator. En annen oppfinnelse var å koble forbrukere som lamper i parallell, istedenfor i serie som til da var det vanlige.]]

Høsten 1884 ble de tre ingeniørene [[Károly Zipernowsky]], [[Ottó Titusz Bláthy]] og [[Miksa Déri]] (kjent som ZBD-gruppen) tilknyttet den ungarske fabrikken Ganz. I 1885 sendte de inn en felles patentsøknad for nye transformatorer (senere kalt ZBD-transformatorer). Her ble to konstruksjoner beskrevet med lukkede magnetiske kretser hvor viklingene av [[kobber]] enten var rundt en ringkjerne av jerntråd<ref>{{cite book|url=http://www.archive.org/details/historyoftransfo00upperich|last=Uppenborn|first=F. J.|title=History of the Transformer|publisher=E. & F. N. Spon | location=London | year=1889 |pages=35–41}}</ref>,  eller omgitt av en jernkjerne.<ref name="Del Vecchio (2002)">{{cite book|last=Del Vecchio|first=Robert M. et al.|title=Transformer Design Principles: With Applications to Core-Form Power Transformers|year=2002|publisher=CRC Press|location=Boca Raton|isbn=90-5699-703-3|pages=[https://archive.org/details/transformerdesig00delv/page/n18 10]–11, Fig. 1.8|url=https://archive.org/details/transformerdesig00delv}}</ref><ref name="Természet Világa">{{cite web|last=Károly|first=Simonyi|title=The Faraday Law With a Magnetic Ohm's Law|url=http://www.termeszetvilaga.hu/kulonsz/k011/46.html|publisher=Természet Világa|accessdate=1. mars 2012}}</ref><ref name="Lucas (2000)">{{cite web|last=Lucas|first=J.R.|title=Historical Development of the Transformer|url=http://www.elect.mrt.ac.lk/Transformer_history_2000.pdf|publisher=IEE Sri Lanka Centre|accessdate=1. mars 2012}}</ref> I løpet av høsten 1884 hadde Ganz-fabrikken utført leveringer av verdens fem første høyeffektive transformatorer for vekselstrøm, den første av disse enhetene forlot fabrikken den 16. september 1884.<ref name="Halacsy (1961)">{{cite journal|last=Halacsy|first=A. A.|author2=Von Fuchs, G. H. | title=Transformer Invented 75 Years Ago|journal=IEEE Transactions of the American Institute of Electrical Engineers|date=april 1961|volume=80|issue=3|pages=121–125|doi=10.1109/AIEEPAS.1961.4500994|url=http://ieeexplore.ieee.org/search/freesearchresult.jsp?newsearch=true&queryText=10.1109%2FAIEEPAS.1961.4500994&x=29&y=16|accessdate=29. februar 2012}}</ref> Denne første enheten hadde følgende spesifikasjoner: 1400&nbsp;VA, 40&nbsp;Hz, 120/72&nbsp;V, 11,6/19,4&nbsp;A, enfase og mantelkjerne.<ref name="Halacsy (1961)"/> De nye transformatorene var 3,4 ganger mer effektiv enn de tidligere konstruksjoner med åpen jernkjerne.<ref name=Jeszenszky>{{cite web|last=Jeszenszky|first=Sándor|title=Electrostatics and Electrodynamics at Pest University in the Mid-19th Century|url=http://ppp.unipv.it/Collana/Pages/Libri/Saggi/Volta%20and%20the%20History%20of%20Electricity/V%26H%20Sect2/V%26H%20175-182.pdf|publisher=University of Pavia|accessdate=3. mars 2012}}</ref> 

ZBD-gruppens patenter inkluderte to andre store nyvinninger: I stedet for å [[Seriekobling|seriekoble]] lastene lot de forbruksapparatene heller være [[Parallellkopling|parallellkoblede]]. Den andre oppfinnelsen gikk ut på å ha veldig stort ''vindingsforhold'', forholdet mellom antallet ''vindinger'' i viklingen på transformatorens primær- og sekundærside. Dermed kunne spenningen i forsyningsnettet være mye høyere (opprinnelig 1400 til 2000 [[Volt|V]]) enn spenningen som ble benyttet til lampene (lastene) (100 V ble opprinnelig brukt).<ref name="Ideal (2008)">{{cite web |title=Hungarian Inventors and Their Inventions |url=http://www.institutoideal.org/conteudo_eng.php?&sys=biblioteca_eng&arquivo=1&artigo=94&ano=2008 |publisher=Institute for Developing Alternative Energy in Latin America |accessdate=3. mars 2012 |url-status=dead |archiveurl=https://web.archive.org/web/20120322223457/http://www.institutoideal.org/conteudo_eng.php?&sys=biblioteca_eng&arquivo=1&artigo=94&ano=2008 |archivedate=2012-03-22 |tittel=Arkivert kopi |besøksdato=2017-03-04 |arkivurl=https://web.archive.org/web/20120322223457/http://www.institutoideal.org/conteudo_eng.php?&sys=biblioteca_eng&arquivo=1&artigo=94&ano=2008 |arkivdato=2012-03-22 |url-status=død }} {{Kilde www |url=http://www.institutoideal.org/conteudo_eng.php?&sys=biblioteca_eng&arquivo=1&artigo=94&ano=2008 |tittel=Arkivert kopi |besøksdato=2015-03-22 |arkiv-dato=2012-03-22 |arkiv-url=https://web.archive.org/web/20120322223457/http://www.institutoideal.org/conteudo_eng.php?&sys=biblioteca_eng&arquivo=1&artigo=94&ano=2008 |url-status=yes }}</ref><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|accessdate=29. februar 2012}}</ref> Med parallellkoblede laster i distribusjonsnettet og lukket jernkjerne i transformatorene var det endelig teknisk og økonomisk mulig å anvende vekselstrøm til belysning utendørs og i boliger og bedrifter.<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|accessdate=29. januar 2004|archive-date=2010-12-02|archive-url=https://web.archive.org/web/20101202031830/http://www.hpo.hu/English/feltalalok/blathy.html|url-status=yes}}</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|accessdate=8. juli 2009}}</ref> Bláthy hadde foreslått bruk av lukkede jernkjerner, Zipernowsky hadde ideen om parallellkoblede belastninger og Déri hadde utført de praktiske forsøkene.<ref name="Smil">{{cite book|url=https://archive.org/details/creatingtwentiet0000smil|last=Smil|first=Vaclav|title=Creating the Twentieth Century: Technical Innovations of 1867—1914 and Their Lasting Impact|location=Oxford |publisher=Oxford University Press|year=2005|page=[https://archive.org/details/creatingtwentiet0000smil/page/71 71]|isbn=978-0-19-803774-3}}</ref>

I 1886 konstruerte ZBD-gruppen verdens første [[kraftverk]] (Roma-Cerchi kraftverket) som brukte vekselstrømsgeneratorer til å forsyne det elektriske nettverket. Her var det igjen Ganz-fabrikken som leverte alt elektrisk utstyr.<ref>{{cite web | url=http://www.iec.ch/about/history/techline/swf/temp.xml | title=Ottó Bláthy, Miksa Déri, Károly Zipernowsky | publisher=IEC Techline | accessdate=14. februar 2014 | archive-date=2015-09-24 | archive-url=https://web.archive.org/web/20150924033236/http://www.iec.ch/about/history/techline/swf/temp.xml | url-status=yes }}</ref>

===Den internasjonale elektrotekniske utstilling i Frankfurt am Main===
[[Fil:IEAFrankfurt1891c.jpg|miniatyr|Den offisielle plakaten for [[Den internasjonale elektrotekniske utstillingen i 1891|Der Internationalen Elektrotechnischen Ausstellung 1891 in Frankfurt am Main]].]]

Gjennombruddet for vekselstrøm regnes å være [[Den internasjonale elektrotekniske utstillingen i 1891]] i [[Frankfurt am Main]] i Tyskland. Til denne utstillingen ble det bygget en 175 km lang kraftlinje med en spenning på 25 kV. Dette var en trefaselinje som kunne overføre 220 kW, og energien ble brukt til å drive en pumpe som sørget for vann i et kunstig fossefall i en av paviljongene på utstillingen. Det var for øvrig Dolivo-Dobrowolsky som konstruerte kraftledningen og Maschinenfabrik Oerlikon og AEG som produserte utstyret.<ref name=MD2/>

Til denne utstillingen kom det ingeniører og industriherrer fra hele verden. Disse skjønte raskt at bare et system basert på vekselstrøm kunne overføre store energimengder over store avstander. De store foretakene som [[Siemens]], General Electric og [[Westinghouse]] begynte etter dette å utvikle systemer og komponenter for vekselstrøm.<ref >{{Kilde www | forfatter= | tittel=Laufen to Frankfurt 1891 | url= http://www.edisontechcenter.org/LauffenFrankfurt.html | besøksdato= 14. januar 2015 | verk= |utgiver=Edison Tech Center | arkiv_url= |arkivdato=2013 |sitat= }}</ref> [[Nikola Tesla]] ble engasjert av Westinghouse for å bygge den første kraftledningen i USA for trefase vekselspenning. Denne stod ferdig i 1896, og gikk fra [[Niagarafallene]] til [[Buffalo]] i [[New York (delstat)|delstaten New York]].<ref name=MD2/>