Strömmarnas krig — Tesla vs Edison

Konfrontationen mellan Nikola Tesla och Thomas Edison i slutet av 1800-talet kan kallas ett riktigt krig, och det är inte för inte som deras rivalitet, i vars teknologi för överföring av elektrisk energi kommer att bli dominerande i världen, fortfarande kallas "Strömkriget".

Tekniken för Teslas växelströmslinjer eller Edisons linjer är en verklig epokal kontrovers, punkten som gjordes först i slutet av 2007, med det slutliga slutförandet av övergången av New York till växelströmsnät, till förmån för Tesla.

De första elektriska generatorerna som genererade likström möjliggjorde enkel anslutning till linjen och därmed till konsumenterna, medan generatorer krävde synkronisering med det anslutna kraftsystemet.

Viktigt är att konsumenter designade för växelström ursprungligen inte existerade, och en effektiv modifiering av en induktionsmotor designad direkt för växelströmsförsörjning uppfanns. Nikola Tesla inte förrän 1888, det vill säga sex år efter att Edison startade det första likströmskraftverket i London.

Efter att Edison patenterade sitt system för att generera och distribuera likström 1880, vilket inkluderade tre ledningar - noll plus 110 volt och minus 110 volt, var den store uppfinnaren av glödlampan nu övertygad om att "han skulle göra elektrisk belysning så billig att bara de rika kommer att använda ljus. »

Så, som nämnts ovan, lanserades det första likströmskraftverket av Edison i januari 1882 i London, några månader senare på Manhattan, och 1887 var mer än hundra Edison DC-kraftverk i drift i USA. Tesla arbetade för Edison vid den tiden.

Trots den till synes ljusa framtiden för Edisons DC-system hade de en mycket betydande nackdel. Ledningar användes för att överföra elektrisk energi över ett avstånd, och när längden på tråden ökar, ökar som du vet dess motstånd och därför finns det oundvikliga värmeförluster. Problemet krävde alltså en lösning – att minska ledningarnas motstånd, att göra dem tjockare eller att öka spänningen för att minska strömmen.

Vid den tiden fanns det inga effektiva metoder för att öka likströmsspänningen, och spänningen i ledningarna översteg ännu inte 200 volt, så det var möjligt att leverera betydande effekt endast för ett avstånd på högst 1,5 km, och om behovet av att överföra el dessutom, det finns dyra ledningar med ett stort tvärsnitt.

Så 1893 fick Nikola Tesla och hans investerare, entreprenören George Westinghouse, en order om att lysa upp en mässa i Chicago med tvåhundratusen glödlampor. Det var en seger.Tre år senare byggdes det första vattenkraftverket med växelström vid Niagarafallen för att överföra elektricitet till den närliggande staden Buffalo.

Med andra ord, 1928 hade USA redan slutat utveckla likströmssystem, helt övertygade om fördelarna med växelström. Efter ytterligare 70 år började deras nedmontering, 1998 översteg inte antalet likströmsanvändare i New York 4 600, och 2007 fanns det inga kvar, när chefsingenjören för Consolidated Edison symboliskt klippte kabeln och "War of the War Strömmar" var över.

Bytet till växelström slog Edison hårt i fickan, och kände sig besegrad började han stämma för intrång i sina patenträttigheter, men domarnas beslut var inte till hans fördel. Edison slutade inte, han började organisera offentliga demonstrationer där han dödade djur med växelström, försökte övertyga alla och alla om farorna med att använda växelström, och vice versa - säkerheten för sina DC-nätverk.

Det kom så småningom till den punkten att 1887 föreslog Edisons partner, ingenjören Harold Brown, att brottslingar skulle avrättas med dödlig växelström. Westinghouse och Tesla levererade inga generatorer för detta och anlitade till och med en advokat åt sin fru Kemmer, som dömdes till döden i den elektriska stolen. Men detta räddade inte, och 1890 avrättades Kemmler med växelström, och Edison såg till att den mutade journalisten kastade lera mot Westinghouse för detta i sin tidning.

Trots Edisons fortsatta dåliga PR var Teslas AC-system avsett för framgång.AC-spänningen kan enkelt och effektivt ökas med hjälp av transformatorer och överföras över ledningar över avstånd på hundratals kilometer utan större förluster. Högspänningsledningar kräver inte användning av tjocka ledare, och sänkningen av spänningen i transformatorstationer har gjort det möjligt att leverera lågspänning till konsumenten för att leverera AC-laster.

Det börjar med att Tesla 1885 gick i pension från Edison och tillsammans med Westinghouse förvärvade flera Golar-Gibbs transformatorer och en generator tillverkad av Siemens & Halske, sedan började han med stöd av Westinghouse sina egna experiment. Som ett resultat, ett år efter att experimenten började, började det första 500-volts kraftverket att fungera i Great Barrington, Massachusetts.

Det fanns då inga motorer lämpade för effektiv växelström, och redan 1882 uppfann Tesla en flerfasig elmotor, ett patent som han fick 1888, samma år som den första växelströmsmätaren dök upp. Trefassystemet introducerades i Frankfurt am Main vid en utställning 1891 och 1893 vann Westinghouse ett anbud om att bygga ett kraftverk i Niagarafallen. Tesla trodde att energin från detta vattenkraftverk skulle räcka för hela USA.

För att förena Tesla och Edison gav Niagara Power Company Edison i uppdrag att bygga en kraftledning från Niagara Falls station till staden Buffalo. Som ett resultat köpte General Electric, som ägs av Edison, företaget Thomson-Houston, som tillverkade AC-maskiner, och började tillverka dem själv.

Så Edison fick pengarna igen, men anti-AC-reklamen slutade inte – han publicerade och distribuerade i tidningar bilder av AC:s avrättning av elefanten Topsy som trampade tre cirkusarbetare i New Yorks Luna Park 1903.

Likström och växelström—fördelar och nackdelar

Historiskt sett har likström använts i stor utsträckning för att driva serieexciterade elmotorer inom transport. Sådana motorer är bra genom att de utvecklar högt vridmoment vid ett lågt antal varv per minut, och detta antal varv kan enkelt justeras genom att helt enkelt variera likspänningen som tillförs motorns fältlindning eller genom en reostat.

DC-motorer kan ändra sin rotationsriktning nästan omedelbart när polariteten på matningen till fältlindningen ändras. Så DC-motorer används fortfarande i stor utsträckning på diesellokomotiv, elektriska lokomotiv, spårvagnar, trolleybussar, på olika hissar och kranar.

Likström kan användas för att driva glödlampor, olika industriella elektrolysanordningar, galvanisering, svetsning utan problem; den används också framgångsrikt för att driva komplex medicinsk utrustning.

Naturligtvis är likström användbar inom elektroteknik, eftersom motsvarande kretsar är lätta att beräkna och enkla att kontrollera, är det inte för inte att det 1887 i USA fanns mer än hundra likströmskraftverk, vars arbete leddes av företaget Thomas Alva Edison. Det är klart att DC är bekvämt när ingen konvertering behövs, dvs. ökning eller minskning av spänningen, detta är den största nackdelen med likström.

Trots Edisons ansträngningar att införa likströmsöverföringssystem hade sådana system också en betydande nackdel – behovet av att använda en stor mängd material och betydande överföringsförluster.

Faktum är att spänningen i de första DC-ledningarna inte överstiger 200 volt, och elektricitet kan överföras på ett avstånd av högst 1,5 km från kraftverket, medan mycket energi försvinner under överföringen (kom ihåg Joule-Lenz lagen).

Om det ändå var nödvändigt att överföra mer kraft över ett större avstånd, måste tjocka tunga ledningar användas och detta visade sig bli mycket dyrt.

År 1893 började Nikola Tesla introducera sina AC-system, som uppvisade hög effektivitet på grund av ACs natur. Växelström kan enkelt omvandlas med hjälp av transformatorer, vilket ökar spänningen, och sedan blev det möjligt att överföra elektrisk energi över många kilometer med minimala förluster.

Detta beror på att när samma effekt tillförs genom ledningarna kan strömmen minskas på grund av spänningsökningen, därför är överföringsförlusterna mindre och det erforderliga tvärsnittet av tråden minskas följaktligen. Det är därför AC-nät har börjat introduceras över hela världen.

Asynkronmotorer i maskiner och metallskärmaskiner, induktionsugnar levereras med växelström; de kan också driva enkla glödlampor och annan aktiv belastning. Asynkronmotorer och transformatorer revolutionerade elektrotekniken just på grund av växelström.

Om likström behövs för något ändamål, till exempel för att ladda batterier, kan den nu alltid erhållas från växelström med hjälp av likriktare.