Vaihtovirran

Vaihtovirta (AC) on sähkövirta, jonka suunta ja jännite muuttuvat ajassa säännöllisesti. Tavallinen muoto on siniaalto, mutta verkko voi sisältää harmonisia komponentteja, jolloin muoto ei ole täydellinen sinimuoto. Vaihtovirran taajuus ja jännitetaso ovat keskeisiä sen käyttötavoille.

Taajuus kertoo toistuvien vaihtojen määrän per sekunti. Suomessa ja suurimmassa osassa Eurooppaa käytetään 50 Hz; Yhdysvalloissa 60 Hz. Kotitalouksien jännite on noin 230 V RMS, ja suuria määriä tehoa varten jännite voidaan muuntaa kilovoltteihin muuntajilla ennen jakelua.

Vaihtovirta syntyy pääasiassa sähkö- ja lämpövoimalaitoksissa generaattoreilla, joissa mekaaninen energia muunnetaan sähköiseksi jännitteeksi. Muuntajilla jännitteitä voidaan suurentaa tai pienentää, mikä mahdollistaa tehokkaan siirron pitkillä matkoilla.

Useimmat suurverkot ovat kolmi- vaiheisia, mikä parantaa siirtotehon tehokkuutta ja tasaisuutta. Vaihtovirran jännite ja teho voivat vaihdella käyttötarkoituksen mukaan; korkeita jännitteitä käytetään verkon siirrossa (kilo- voltteja) ja pienempiä kotitalouksissa.

Monet laitteet käyttävät AC:n perusmuotoa suoraan, kuten moottorit ja valaistus. Elektroniset laitteet voivat kuitenkin vaatia DC-jännitteen, jolloin ne sisältävät tasasuuntaajia tai taajuusmuuttajia.

Historiaan liittyy War of Currents 1880-luvulla, jolloin Nikola Tesla ja Westinghouse edistivät AC-voimansiirtoa vastoin Thomas Edisonin DC-verkkoa. Lopulta vaihtovirtaverkko vakiintui maailmanlaajuisesti yleiseksi voimansiirtomuodoksi.