War of the Currents — Tesla vs. Edison

Konfrontasjonen mellom Nikola Tesla og Thomas Edison på slutten av 1800-tallet kan kalles en ekte krig, og det er ikke for ingenting at deres rivalisering, i hvis teknologi for overføring av elektrisk energi vil bli dominerende i verden, fortsatt kalles "Strømkrigen".

Teknologien til Teslas vekselstrømlinjer eller Edisons linjer er en ekte epokekontrovers, poenget som først ble gjort på slutten av 2007, med den endelige fullføringen av overgangen til New York til vekselstrømnettverk, til fordel for Tesla.

De første elektriske generatorene som genererte likestrøm tillot enkel tilkobling til linjen og derfor til forbrukere, mens generatorer krevde synkronisering med det tilkoblede kraftsystemet.

Viktigere, forbrukere designet for vekselstrøm eksisterte ikke opprinnelig, og en effektiv modifikasjon av en induksjonsmotor designet direkte for vekselstrømforsyning ble oppfunnet. Nikola Tesla først i 1888, altså seks år etter at Edison startet den første likestrømskraftstasjonen i London.

Etter at Edison patenterte systemet sitt for å generere og distribuere likestrømselektrisitet i 1880, som inkluderte tre ledninger – null, pluss 110 volt og minus 110 volt, var den store oppfinneren av lyspæren nå sikker på at «han ville gjøre elektrisk belysning så billig at bare de rike vil bruke stearinlys. »

Så, som nevnt ovenfor, ble det første likestrømskraftverket lansert av Edison i januar 1882 i London, noen måneder senere på Manhattan, og i 1887 var mer enn hundre Edison DC-kraftverk i drift i USA. Tesla jobbet for Edison på den tiden.

Til tross for den tilsynelatende lysende fremtiden til Edisons DC-systemer, hadde de en svært betydelig ulempe. Ledninger ble brukt til å overføre elektrisk energi over en avstand, og når lengden på ledningen øker, øker motstanden som du vet, og derfor er det uunngåelige varmetap. Dermed krevde problemet en løsning - å redusere motstanden til ledningene, å gjøre dem tykkere, eller å øke spenningen for å redusere strømmen.

På den tiden var det ingen effektive metoder for å øke likestrømspenningen, og spenningen i linjene oversteg ennå ikke 200 volt, så det var mulig å levere betydelig kraft bare for en avstand på ikke mer enn 1,5 km, og hvis behovet for å overføre strøm i tillegg, det er dyre ledninger med stort tverrsnitt.

Så i 1893 mottok Nikola Tesla og hans investor, gründeren George Westinghouse, en ordre om å belyse en messe i Chicago med to hundre tusen lyspærer. Det var en seier.Tre år senere ble det første vannkraftverket med vekselstrøm bygget ved Niagara Falls for å overføre elektrisitet til den nærliggende byen Buffalo.

Med andre ord, i 1928 hadde USA allerede sluttet å utvikle likestrømsystemer, fullt overbevist om fordelene med vekselstrøm. Etter ytterligere 70 år begynte demonteringen deres, i 1998 oversteg ikke antallet likestrømsbrukere i New York 4600, og i 2007 var det ingen igjen, da sjefsingeniøren i Consolidated Edison symbolsk kuttet kabelen og "War of the War Strømmer" var over.

Byttet til vekselstrøm traff Edison hardt i lommen, og da han følte seg beseiret, begynte han å saksøke for brudd på patentrettighetene hans, men avgjørelsene til dommerne var ikke i hans favør. Edison stoppet ikke, han begynte å organisere offentlige demonstrasjoner der han drepte dyr med vekselstrøm, og prøvde å overbevise alle og enhver om farene ved å bruke vekselstrøm, og omvendt - sikkerheten til DC-nettverkene hans.

Det kom til slutt til det punktet at i 1887 foreslo Edisons partner, ingeniør Harold Brown, å henrette kriminelle med dødelig vekselstrøm. Westinghouse og Tesla leverte ikke generatorer til dette og leide til og med inn en advokat for sin kone Kemmer, som ble dømt til døden i den elektriske stolen. Men dette reddet ikke, og i 1890 ble Kemmler henrettet med vekselstrøm, og Edison sørget for at den bestikkede journalisten kastet gjørme mot Westinghouse for dette i avisen hans.

Til tross for Edisons fortsatte dårlige PR, var Teslas AC-system bestemt til suksess.AC-spenning kan enkelt og effektivt økes ved hjelp av transformatorer og overføres over ledninger over avstander på hundrevis av kilometer uten store tap. Høyspentledninger krever ikke bruk av tykke ledere, og senking av spenning i transformatorstasjoner har gjort det mulig å levere lavspent til forbrukeren for å forsyne AC-laster.

Det begynner med det faktum at Tesla i 1885 trakk seg tilbake fra Edison og sammen med Westinghouse kjøpte flere Golar-Gibbs-transformatorer og en dynamo produsert av Siemens & Halske, deretter begynte han med støtte fra Westinghouse sine egne eksperimenter. Som et resultat, et år etter at eksperimentene begynte, begynte det første 500-volts kraftverket å operere i Great Barrington, Massachusetts.

Det fantes da ingen motorer egnet for effektiv vekselstrøm, og allerede i 1882 oppfant Tesla en flerfaseelektrisk motor, et patent han fikk i 1888, samme år som den første vekselstrømmåleren dukket opp. Trefasesystemet ble introdusert i Frankfurt am Main på en utstilling i 1891, og i 1893 vant Westinghouse et anbud om å bygge et kraftverk i Niagara Falls. Tesla mente at energien til dette vannkraftverket ville være nok for hele USA.

For å forene Tesla og Edison, ga Niagara Power Company Edison i oppdrag å bygge en kraftledning fra Niagara Falls-stasjonen til byen Buffalo. Som et resultat kjøpte General Electric, eid av Edison, Thomson-Houston-selskapet, som produserte AC-maskiner, og begynte å produsere dem selv.

Så Edison fikk pengene igjen, men anti-AC publisiteten stoppet ikke - han publiserte og distribuerte i avisene bilder av henrettelsen av AC av elefanten Topsy som trampet tre sirkusarbeidere i New Yorks Luna Park i 1903.

Likestrøm og vekselstrøm—Fordeler og ulemper

Historisk sett har likestrøm blitt mye brukt til å drive serie-eksiterte elektriske motorer i transport. Slike motorer er gode ved at de utvikler høyt dreiemoment ved et lavt antall omdreininger per minutt, og dette antall omdreininger kan enkelt justeres ved ganske enkelt å variere likespenningen som tilføres motorfeltviklingen eller ved hjelp av en reostat.

DC-motorer er i stand til å endre rotasjonsretningen nesten øyeblikkelig når polariteten til forsyningen til feltviklingen endres. Så DC-motorer er fortsatt mye brukt på diesellokomotiver, elektriske lokomotiver, trikker, trolleybusser, på forskjellige heiser og kraner.

Likestrøm kan brukes til å drive glødelamper, ulike industrielle elektrolyseenheter, galvanisering, sveising uten problemer; det er også vellykket brukt til å drive komplekst medisinsk utstyr.

Selvfølgelig er likestrøm nyttig i elektroteknikk, siden de tilsvarende kretsene er enkle å beregne og enkle å kontrollere, er det ikke for ingenting at det i 1887 i USA var mer enn hundre likestrømskraftverk, arbeidet med hvilke ble ledet av selskapet til Thomas Alva Edison. Det er klart at DC er praktisk når ingen konvertering er nødvendig, dvs. økning eller reduksjon i spenning, dette er den største ulempen med likestrøm.

Til tross for Edisons innsats for å introdusere likestrømsoverføringssystemer, hadde slike systemer også en betydelig ulempe - behovet for å bruke en stor mengde materialer og betydelige overføringstap.

Faktum er at spenningen i de første DC-linjene ikke overstiger 200 volt, og elektrisitet kan overføres i en avstand på ikke mer enn 1,5 km fra kraftverket, mens mye energi forsvinner under overføring (husk Joule-Lenz-loven).

Hvis det fortsatt var nødvendig å overføre mer kraft over en større avstand, måtte tykke tunge ledninger brukes og dette viste seg å bli svært kostbart.

I 1893 begynte Nikola Tesla å introdusere sine AC-systemer, som viste høy effektivitet på grunn av AC-ens natur. Vekselstrøm kan enkelt konverteres ved hjelp av transformatorer, øke spenningen, og da ble det mulig å overføre elektrisk energi over mange kilometer med minimale tap.

Dette er fordi når den samme kraften tilføres gjennom ledningene, kan strømmen reduseres på grunn av økningen i spenning, derfor er overføringstapene mindre og det nødvendige tverrsnittet til ledningen reduseres tilsvarende. Dette er grunnen til at AC-nett har begynt å bli introdusert over hele verden.

Asynkronmotorer i maskiner og metallskjæremaskiner, induksjonsovner leveres med vekselstrøm; de kan også drive enkle glødelamper og annen aktiv belastning. Asynkrone motorer og transformatorer revolusjonerte elektroteknikken nettopp på grunn av vekselstrøm.

Hvis likestrøm er nødvendig for et eller annet formål, for eksempel for å lade batterier, kan den nå alltid oppnås fra vekselstrøm ved hjelp av likerettere.