War of the Currents — Tesla vs. Edison

Konfrontationen mellem Nikola Tesla og Thomas Edison i slutningen af ​​det 19. århundrede kan kaldes en rigtig krig, og det er ikke for ingenting, at deres rivalisering, i hvis teknologi til transmission af elektrisk energi vil blive dominerende i verden, stadig kaldes "Strømkrigen".

Teknologien i Teslas vekselstrømslinjer eller Edisons linjer er en reel epokekontrovers, det punkt, der først blev fremført i slutningen af ​​2007, med den endelige afslutning af overgangen fra New York til vekselstrømsnetværk til fordel for Tesla.

De første elektriske generatorer, der genererede jævnstrøm, tillod nem forbindelse til ledningen og dermed til forbrugerne, mens generatorer krævede synkronisering med det tilsluttede strømsystem.

Det er vigtigt, at forbrugere designet til vekselstrøm ikke oprindeligt eksisterede, og en effektiv modifikation af en induktionsmotor designet direkte til vekselstrømsforsyning blev opfundet. Nikola Tesla først i 1888, altså seks år efter, at Edison startede det første jævnstrømskraftværk i London.

Efter at Edison patenterede sit system til at generere og distribuere jævnstrøm i 1880, som omfattede tre ledninger - nul plus 110 volt og minus 110 volt, var den store opfinder af pæren nu overbevist om, at "han ville gøre elektrisk belysning så billig at kun de rige vil bruge stearinlys. »

Så som nævnt ovenfor blev det første jævnstrømskraftværk lanceret af Edison i januar 1882 i London, et par måneder senere på Manhattan, og i 1887 var mere end hundrede Edison DC-kraftværker i drift i USA. Tesla arbejdede for Edison på det tidspunkt.

På trods af den tilsyneladende lysende fremtid for Edisons DC-systemer havde de en meget betydelig ulempe. Ledninger blev brugt til at overføre elektrisk energi over en afstand, og efterhånden som ledningens længde øges, stiger dens modstand som bekendt, og derfor er der uundgåelige varmetab. Således krævede problemet en løsning - at reducere modstanden af ​​ledningerne, at gøre dem tykkere eller at øge spændingen for at reducere strømmen.

På det tidspunkt var der ingen effektive metoder til at øge jævnstrømsspændingen, og spændingen i ledningerne oversteg endnu ikke 200 volt, så det var muligt kun at levere betydelig strøm i en afstand på højst 1,5 km, og hvis behovet for at overføre elektricitet yderligere, der er dyre ledninger med et stort tværsnit.

Så i 1893 modtog Nikola Tesla og hans investor, iværksætteren George Westinghouse, en ordre om at oplyse en messe i Chicago med to hundrede tusinde pærer. Det var en sejr.Tre år senere blev det første vekselstrømsvandkraftværk bygget ved Niagara Falls for at overføre elektricitet til den nærliggende by Buffalo.

Med andre ord, i 1928 havde USA allerede holdt op med at udvikle jævnstrømssystemer, fuldt overbevist om fordelene ved vekselstrøm. Efter yderligere 70 år begyndte deres demontering, i 1998 oversteg antallet af jævnstrømsbrugere i New York ikke 4.600, og i 2007 var der ingen tilbage, da chefingeniøren for Consolidated Edison symbolsk skar kablet over og "krigen om krig". Strømme" var forbi.

Skiftet til vekselstrøm ramte Edison hårdt i lommen, og da han følte sig besejret, begyndte han at sagsøge for krænkelse af sine patentrettigheder, men dommernes afgørelser var ikke til hans fordel. Edison stoppede ikke, han begyndte at organisere offentlige demonstrationer, hvor han dræbte dyr med vekselstrøm, forsøgte at overbevise alle og enhver om farerne ved at bruge vekselstrøm og omvendt - sikkerheden af ​​hans DC-netværk.

Det kom til sidst til det punkt, at Edisons partner, ingeniør Harold Brown, i 1887 foreslog at henrette kriminelle med dødelig vekselstrøm. Westinghouse og Tesla leverede ikke generatorer til dette og hyrede endda en advokat til sin kone Kemmer, som blev dømt til døden i den elektriske stol. Men dette reddede ikke, og i 1890 blev Kemmler henrettet ved vekselstrøm, og Edison sørgede for, at den bestikkede journalist kastede mudder mod Westinghouse for dette i sin avis.

På trods af Edisons fortsatte dårlige PR, var Teslas AC-system bestemt til succes.AC-spændingen kan nemt og effektivt øges ved hjælp af transformere og transmitteres over ledninger over afstande på hundreder af kilometer uden større tab. Højspændingsledninger kræver ikke brug af tykke ledere, og sænkningen af ​​spændingen i transformerstationer har gjort det muligt at levere lavspænding til forbrugeren for at levere AC-belastninger.

Det begynder med, at Tesla i 1885 trak sig tilbage fra Edison og sammen med Westinghouse erhvervede flere Golar-Gibbs-transformere og en generator fremstillet af Siemens & Halske, hvorefter han med støtte fra Westinghouse begyndte sine egne eksperimenter. Som et resultat, et år efter eksperimenterne begyndte, begyndte det første 500-volt kraftværk at fungere i Great Barrington, Massachusetts.

Der var dengang ingen motorer, der var egnede til effektiv vekselstrøm, og allerede i 1882 opfandt Tesla en flerfaset elektrisk motor, et patent som han modtog i 1888, samme år som den første vekselstrømsmåler dukkede op. Trefasesystemet blev introduceret i Frankfurt am Main på en udstilling i 1891, og i 1893 vandt Westinghouse et udbud om at bygge et kraftværk i Niagara Falls. Tesla mente, at energien fra dette vandkraftværk ville være nok til hele USA.

For at forene Tesla og Edison, bestilte Niagara Power Company Edison til at bygge en kraftledning fra Niagara Falls-stationen til byen Buffalo. Som et resultat købte General Electric, ejet af Edison, Thomson-Houston-firmaet, som fremstillede AC-maskiner, og begyndte at fremstille dem selv.

Så Edison fik pengene igen, men anti-AC-omtalen stoppede ikke - han offentliggjorde og distribuerede i aviser billeder af AC's henrettelse af Topsy elefanten, der trampede tre cirkusarbejdere i New Yorks Luna Park i 1903.

Jævnstrøm og vekselstrøm—Fordele og ulemper

Historisk set har jævnstrøm været meget brugt til at drive seriespændte elektriske motorer i transport. Sådanne motorer er gode ved, at de udvikler et højt drejningsmoment ved et lavt antal omdrejninger i minuttet, og dette antal omdrejninger kan nemt justeres ved blot at variere den jævnspænding, der tilføres motorens feltvikling eller af en reostat.

DC-motorer er i stand til at ændre deres rotationsretning næsten øjeblikkeligt, når polariteten af ​​forsyningen til feltviklingen ændres. Så DC-motorer er stadig meget brugt på diesellokomotiver, elektriske lokomotiver, sporvogne, trolleybusser, på forskellige elevatorer og kraner.

Jævnstrøm kan bruges til at drive glødelamper, forskellige industrielle elektrolyseanordninger, galvanisering, svejsning uden problemer; det er også med succes brugt til at drive komplekst medicinsk udstyr.

Selvfølgelig er jævnstrøm nyttig i elektroteknik, da de tilsvarende kredsløb er lette at beregne og enkle at kontrollere, er det ikke for ingenting, at der i 1887 i USA var mere end hundrede jævnstrømskraftværker, hvor arbejdet blev ledet af selskabet Thomas Alva Edison. Det er klart, at DC er praktisk, når der ikke er behov for konvertering, dvs. stigning eller fald i spænding, dette er den største ulempe ved jævnstrøm.

På trods af Edisons bestræbelser på at introducere jævnstrømstransmissionssystemer havde sådanne systemer også en betydelig ulempe - behovet for at bruge en stor mængde materialer og betydelige transmissionstab.

Faktum er, at spændingen i de første jævnstrømsledninger ikke overstiger 200 volt, og elektricitet kan transmitteres i en afstand på højst 1,5 km fra kraftværket, mens en masse energi spredes under transmissionen (husk Joule-Lenz-loven).

Hvis det stadig var nødvendigt at overføre mere strøm over en større afstand, skulle der bruges tykke tunge ledninger, og det viste sig at være meget dyrt.

I 1893 begyndte Nikola Tesla at introducere sine AC-systemer, som udviste høj effektivitet på grund af AC-naturen. Vekselstrøm kan nemt konverteres ved hjælp af transformere, hvilket øger spændingen, og så blev det muligt at overføre elektrisk energi over mange kilometer med minimale tab.

Dette skyldes, at når den samme strøm tilføres gennem ledningerne, kan strømmen reduceres på grund af stigningen i spændingen, derfor er transmissionstabene mindre, og det nødvendige tværsnit af ledningen reduceres tilsvarende. Dette er grunden til, at AC-net er begyndt at blive introduceret over hele verden.

Asynkronmotorer i maskiner og metalskæremaskiner, induktionsovne forsynes med vekselstrøm; de kan også drive simple glødelamper og enhver anden aktiv belastning. Asynkrone motorer og transformere revolutionerede elektroteknik netop på grund af vekselstrøm.

Hvis der er behov for jævnstrøm til et eller andet formål, for eksempel til at oplade batterier, kan det nu altid opnås fra vekselstrøm ved hjælp af ensrettere.