War of the Currents — Tesla vs. Edison

Ang paghaharap sa pagitan nina Nikola Tesla at Thomas Edison sa pagtatapos ng ika-19 na siglo ay maaaring tawaging isang tunay na digmaan, at hindi para sa wala na ang kanilang tunggalian, kung saan ang teknolohiya ng paghahatid ng elektrikal na enerhiya ay magiging nangingibabaw sa mundo, ay tinatawag pa rin. ang "War of Currents".

Ang teknolohiya ng mga alternating current lines ng Tesla o ang mga linya ni Edison ay isang tunay na kontrobersya sa panahon, ang punto na ginawa lamang noong katapusan ng 2007, kasama ang pangwakas na pagkumpleto ng paglipat ng New York sa mga alternating kasalukuyang network, pabor sa Tesla.

Ang mga unang electric generator na bumubuo ng direktang kasalukuyang ay nagbigay-daan sa madaling koneksyon sa linya at samakatuwid sa mga mamimili, habang ang mga alternator ay nangangailangan ng pag-synchronize sa konektadong sistema ng kuryente.

Mahalaga, ang mga consumer na idinisenyo para sa alternating current ay hindi orihinal na umiiral, at isang epektibong pagbabago ng isang induction motor na direktang idinisenyo para sa alternating current na supply ay naimbento. Nikola Tesla hindi hanggang 1888, iyon ay, anim na taon pagkatapos simulan ni Edison ang unang direktang kasalukuyang power station sa London.

Matapos i-patent ni Edison ang kanyang sistema para sa pagbuo at pamamahagi ng direktang kasalukuyang kuryente noong 1880, na kinabibilangan ng tatlong wires—zero, plus 110 volts, at minus 110 volts, ang mahusay na imbentor ng bombilya ay nagtitiwala na ngayon na "gagawin niya ang mga electric lighting na napakamura. na mayayaman lang ang gagamit ng kandila. »

Kaya, tulad ng nabanggit sa itaas, ang unang direktang kasalukuyang power plant ay inilunsad ni Edison noong Enero 1882 sa London, pagkalipas ng ilang buwan sa Manhattan, at noong 1887 mahigit isang daang Edison DC power plant ang nagpapatakbo sa Estados Unidos . Nagtatrabaho si Tesla para sa Edison noong panahong iyon.

Sa kabila ng tila maliwanag na kinabukasan ng mga sistema ng DC ng Edison, mayroon silang napakalaking disbentaha. Ang mga wire ay ginamit upang ilipat ang elektrikal na enerhiya sa isang distansya, at habang ang haba ng wire ay tumataas, tulad ng alam mo, ang resistensya nito ay tumataas at samakatuwid ay may mga hindi maiiwasang pagkawala ng pag-init. Kaya, ang problema ay nangangailangan ng isang solusyon-upang bawasan ang resistensya ng mga wire, upang gawing mas makapal ang mga ito, o upang taasan ang boltahe upang mabawasan ang kasalukuyang.

Sa oras na iyon, walang mga epektibong pamamaraan ng pagtaas ng direktang kasalukuyang boltahe, at ang boltahe sa mga linya ay hindi pa lalampas sa 200 volts, kaya posible na maghatid ng makabuluhang kapangyarihan lamang sa layo na hindi hihigit sa 1.5 km, at kung ang pangangailangan na maglipat ng kuryente bilang karagdagan, may mga mamahaling wire na may malaking cross-section.

Kaya, noong 1893, si Nikola Tesla at ang kanyang mamumuhunan, ang negosyanteng si George Westinghouse, ay nakatanggap ng isang order upang maipaliwanag ang isang fair sa Chicago na may dalawang daang libong bombilya. Ito ay isang tagumpay.Pagkalipas ng tatlong taon, itinayo ang unang alternating current hydroelectric plant sa Niagara Falls upang magpadala ng kuryente sa kalapit na lungsod ng Buffalo.

Sa madaling salita, noong 1928 ang US ay tumigil na sa pagbuo ng mga direktang kasalukuyang sistema, ganap na kumbinsido sa mga pakinabang ng alternating current. Pagkatapos ng isa pang 70 taon, nagsimula ang kanilang pagbuwag, noong 1998 ang bilang ng mga direktang kasalukuyang gumagamit sa New York ay hindi lalampas sa 4,600, at noong 2007 ay wala nang natira, nang simbolikong pinutol ng punong inhinyero ng Consolidated Edison ang cable at ang "War of the Currents" ay tapos na.

Ang paglipat sa alternating current ay tumama nang husto sa bulsa ni Edison, at, sa pakiramdam na natalo, nagsimula siyang magdemanda para sa paglabag sa kanyang mga karapatan sa patent, ngunit ang mga desisyon ng mga hukom ay hindi pabor sa kanya. Hindi tumigil si Edison, nagsimula siyang mag-organisa ng mga pampublikong demonstrasyon kung saan pinatay niya ang mga hayop na may alternating current, sinusubukang kumbinsihin ang sinuman at lahat ng mga panganib ng paggamit ng alternating current, at kabaliktaran - ang kaligtasan ng kanyang mga DC network.

Sa kalaunan ay umabot sa punto na noong 1887, ang kasosyo ni Edison, ang inhinyero na si Harold Brown, ay nagmungkahi ng pagpatay sa mga kriminal gamit ang nakamamatay na alternating current. Ang Westinghouse at Tesla ay hindi nagbigay ng mga generator para dito at kahit na umarkila ng isang abogado para sa kanyang asawang si Kemmer, na hinatulan ng kamatayan sa electric chair. Ngunit hindi ito nakaligtas, at noong 1890 ay pinatay si Kemmler sa pamamagitan ng alternating current, at tiniyak ni Edison na ang sinuhulan na mamamahayag ay naghagis ng putik sa Westinghouse para dito sa kanyang pahayagan.

Sa kabila ng patuloy na masamang PR ni Edison, ang AC system ng Tesla ay nakalaan para sa tagumpay.Ang boltahe ng AC ay maaaring madali at mahusay na mapapataas gamit ang mga transformer at ipinadala sa mga wire sa mga distansyang daan-daang kilometro nang walang labis na pagkawala. Ang mga linya ng mataas na boltahe ay hindi nangangailangan ng paggamit ng mga makapal na konduktor, at ang pagbaba ng boltahe sa mga substation ng transpormer ay naging posible na magbigay ng mababang boltahe sa mamimili upang matustusan ang mga AC load.

Nagsisimula ito sa katotohanan na noong 1885 ay nagretiro si Tesla mula sa Edison at kasama ang Westinghouse ay nakakuha ng ilang mga transformer ng Golar-Gibbs at isang alternator na ginawa ng Siemens & Halske, pagkatapos ay sa suporta ng Westinghouse sinimulan niya ang kanyang sariling mga eksperimento. Bilang resulta, isang taon pagkatapos magsimula ang mga eksperimento, nagsimulang gumana ang unang 500-volt power plant sa Great Barrington, Massachusetts.

Walang mga motor na angkop para sa mahusay na kapangyarihan ng AC, at noong 1882 ay naimbento ni Tesla ang isang polyphase electric motor, isang patent kung saan natanggap niya noong 1888, sa parehong taon na lumitaw ang unang AC meter. Ang three-phase system ay ipinakilala sa Frankfurt am Main sa isang eksibisyon noong 1891, at noong 1893 ay nanalo ang Westinghouse ng isang tender upang magtayo ng planta ng kuryente sa Niagara Falls. Naniniwala si Tesla na ang enerhiya ng hydroelectric plant na ito ay magiging sapat para sa buong Estados Unidos.

Para magkasundo sina Tesla at Edison, inatasan ng Niagara Power Company si Edison na magtayo ng linya ng kuryente mula sa istasyon ng Niagara Falls hanggang sa lungsod ng Buffalo. Bilang resulta, ang General Electric, na pag-aari ni Edison, ay bumili ng kumpanyang Thomson-Houston, na gumagawa ng mga AC machine, at nagsimulang gumawa ng mga ito mismo.

Kaya nakuha ulit ni Edison ang pera, ngunit hindi tumigil ang publisidad laban sa AC—inilathala at ipinamahagi niya sa mga pahayagan ang mga larawan ng pagbitay ni AC kay Topsy ang elepante na tinatapakan ang tatlong manggagawa ng sirko sa Luna Park ng New York noong 1903.

Direkta at Alternating Current—Mga Kalamangan at Disadvantage

Sa kasaysayan, ang direktang kasalukuyang ay malawakang ginagamit upang paandarin ang mga series-excited na de-koryenteng motor sa transportasyon. Ang ganitong mga motor ay mabuti dahil sila ay nagkakaroon ng mataas na torque sa mababang bilang ng mga rebolusyon bawat minuto, at ang bilang ng mga rebolusyon ay madaling iakma sa pamamagitan lamang ng pag-iiba-iba ng DC boltahe na ibinibigay sa motor field winding o ng isang rheostat.

Ang mga DC motor ay maaaring baguhin ang kanilang direksyon ng pag-ikot halos kaagad kapag ang polarity ng supply sa field winding ay nagbabago. Kaya, ang mga DC motor ay malawak na ginagamit sa mga diesel na lokomotibo, mga de-koryenteng tren, mga tram, mga trolleybus, sa iba't ibang mga elevator at crane.

Ang direktang kasalukuyang ay maaaring gamitin sa kapangyarihan ng mga lamp na maliwanag na maliwanag, iba't ibang mga pang-industriya na electrolysis device, electroplating, hinang nang walang mga problema; matagumpay din itong ginagamit sa pagpapagana ng mga kumplikadong kagamitang medikal.

Siyempre, ang direktang kasalukuyang ay kapaki-pakinabang sa electrical engineering, dahil ang kaukulang mga circuit ay madaling kalkulahin at simpleng kontrolin, hindi para sa wala na noong 1887 sa USA mayroong higit sa isang daang direktang kasalukuyang mga halaman ng kuryente, ang gawain kung saan pinamunuan ng kumpanya ni Thomas Alva Edison. Maliwanag, ang DC ay maginhawa kapag walang conversion na kailangan, ibig sabihin. pagtaas o pagbaba sa boltahe, ito ang pangunahing kawalan ng direktang kasalukuyang.

Sa kabila ng mga pagsisikap ni Edison na ipakilala ang mga direktang kasalukuyang sistema ng paghahatid, ang mga naturang sistema ay nagkaroon din ng isang makabuluhang disbentaha—ang pangangailangang gumamit ng malaking halaga ng mga materyales at makabuluhang pagkalugi sa paghahatid.

Ang katotohanan ay ang boltahe sa mga unang linya ng DC ay hindi lalampas sa 200 volts, at ang kuryente ay maaaring maipadala sa layo na hindi hihigit sa 1.5 km mula sa planta ng kuryente, habang ang maraming enerhiya ay nawala sa panahon ng paghahatid (tandaan Ang batas ng Joule-Lenz).

Kung kinakailangan pa rin na magpadala ng mas maraming kapangyarihan sa isang mas malaking distansya, ang makapal na mabibigat na mga wire ay kailangang gamitin at ito ay naging napakamahal.

Noong 1893, sinimulan ni Nikola Tesla na ipakilala ang kanyang mga AC system, na nagpakita ng mataas na kahusayan dahil sa likas na katangian ng AC. Ang alternating current ay madaling ma-convert gamit ang mga transformer, pagtaas ng boltahe, at pagkatapos ay naging posible na ilipat ang elektrikal na enerhiya sa maraming kilometro na may kaunting pagkalugi.

Ito ay dahil kapag ang parehong kapangyarihan ay ibinibigay sa pamamagitan ng mga wire, ang kasalukuyang ay maaaring mabawasan dahil sa pagtaas ng boltahe, samakatuwid ang mga pagkalugi sa paghahatid ay mas mababa at ang kinakailangang cross-section ng wire ay naaayon na nabawasan. Ito ang dahilan kung bakit nagsimulang ipakilala ang mga AC grid sa buong mundo.

Ang mga asynchronous na motor sa mga makina at metal cutting machine, ang mga induction furnace ay binibigyan ng alternating current; maaari din nilang paganahin ang mga simpleng incandescent lamp at anumang iba pang aktibong load. Ang mga asynchronous na motor at mga transformer ay binago ang electrical engineering nang tumpak dahil sa alternating current.

Kung ang direktang kasalukuyang ay kailangan para sa ilang layunin, halimbawa upang singilin ang mga baterya, ngayon ay maaari itong palaging makuha mula sa alternating current sa tulong ng mga rectifier.