Тесла переменный ток: Эдисон и Тесла: ожесточенная «война токов» за будущее электричества

Содержание

Эдисон и Тесла: ожесточенная «война токов» за будущее электричества

1891 год. На сцену в лекционном зале Колумбийского университета в Нью-Йорке выходит симпатичный высокий темноволосый мужчина. Он берет в каждую руку по медному шарику и касается клемм высоковольтного высокочастотного трансформатора (сегодня известного как катушка Теслы). По поверхности его тела пробегают 250 000 вольт. Как выразился один журналист, экспериментатор предстал перед зрителями «в лучезарной славе мириад языков электрического пламени».

Никола Тесла в своей лаборатории в Колорадо Спрингс делает заметки, пока над его головой бушует искусственно созданная электрическая буря. В этой лаборатории он работал в 1899 году и здесь же построил самую большую катушку Теслы в мире

Через некоторое время он отходит от аппарата, электрическая аура рассеиваются, и зрители видят, что он невредим. Кто же этот человек и зачем так рисковал?

Компания «Профпереклад» подготовила перевод материала.

Перевод от

Этого отчаянного смельчака звали Никола Тесла.

Он изобрел двигатель переменного тока и продемонстрировал его безопасность на себе. Последние несколько лет Edison Electric Light Company вела кампанию против него и его изобретений, стремясь удержать свою долю на рынке.

Друзья Теслы в Westinghouse Electric Company выигрывали эту битву. В ответ группа Эдисона попыталась оспорить безопасность систем переменного тока, публикуя сенсационные истории в прессе. Тесла надеялся, что эта демонстрация перебьет черный пиар.

Шел конец 1880-х, электричество было неизведанной территорией вроде Дикого Запада, и никто не знал, какая система в итоге победит.

В 1876 году Эдисон утомился от бесконечных споров с хозяевами помещений в Ньюарке и решил построить собственную лабораторию в поселке Менло-Парк, Нью-Джерси, в 40 км от Нью-Йорка

Очень часто технологические разногласия (то есть сражение двух изобретателей, жаждущих распространить свои изобретения как можно шире) разрешаются рациональным путем. Одно изобретение может стоить дешевле второго, второе может оказаться более безопасным, а третье соответствует стандартам, установленным инженерами или властями, и потому хорошо продается.

Впрочем, время от времени разногласия разрешить не удается. Тесла и Эдисон воевали за будущее электропередач. В этой битве было все: шокирующие демонстрации, переход на личности, достойный школьников, и даже попытки объявить переменный ток вне закона. В итоге победил переменный ток. Рациональная проектировка и дешевизна массового распределения – вот и весь секрет.

Да будет свет

Многие убеждены, что в 1870 году Томас Эдисон самолично изобрел электрическое освещение. Это неправда. Первым электрическим светильником была дуговая лампа авторства Гемфри Дэви (1807 год). Дэви сконструировал в подвале Лондонского Королевского института огромную электрическую батарею, вдохновившись аналогичным изобретением Алессандро Вольты 1800 года.

Дабы продемонстрировать мощность своей батареи, Дэви подсоединил к ее клеммам два угольных стержня. Когда он развел стержни на небольшое расстояние и пустил по ним ток, между ними образовалась яркая световая дуга.

В следующие пятьдесят лет (1810–1860) изобретатели трудились над дуговыми лампами с электромеханическими регуляторами, которые помогали установить точное расстояние между стержнями для создания дуги. Однако все их изыскания ограничивались мощностью батарей. Для дальнейшего продвижения в этой области требовался новый источник электропитания.

Майкл Фарадей, английский химик, физик и изобретатель XIX века

Таким источником стала динамо-машина, она же генератор. В 1831 году у Дэви появился новый лабораторный ассистент, Майкл Фарадей. Он обнаружил, что при введении в магнитное поле проводника под нужным углом к этому полю в проводнике возникал индукционный ток. На основе принципа электромагнитной индукции Фарадея изобретатели проектировали новые генераторы электрического тока. Их надо было заводить вручную или подпитывать от парового двигателя.

Возможность использования дуговых ламп для освещения улиц и крупных зданий вдохновила других электриков на модернизацию генератора. В 1876 году Чарльз Браш из Кливленда спроектировал генератор постоянного тока, питавший четыре дуговые лампы в последовательном контуре. Эта конструкция использовалась в уличном освещении, на фабриках и в магазинах, включая универмаг Уонамейкера в Филадельфии.

Для освещения улиц и домов дуговые лампы подходили идеально. Даже сегодня их применяют в мощных прожекторах, широко используемых на открытии новых магазинов или масштабных кинопремьерах.

Гравюра Уильяма Аллена Роджерса для журнала Harper’s Weekly 1889 года. На ней изображеноэлектрическое освещение ночного Нью-Йорка

Эдисон и лампы накаливания

Если вам требовался более мелкий источник мягкого электрического света, дуговые лампы уже не годились. Эдисон быстро сообразил, что можно продавать маленькие лампочки как замену тогдашних газовых светильников. В 1878 году он бросил работу над телефоном и фонографом и с головой окунулся в мир электрического освещения, о котором он до этого момента ничего не знал.

Лампа 1879 года с углеродной нитью, которая светится при пропускании через нее тока. ФОТО: SSPL, GETTY

Для создания лампы поменьше Эдисон решил обратиться к эффекту накаливания (так называется свечение при нагревании). При достижении критической температуры предмет источает яркий свет. Поначалу Эдисон экспериментировал с платиной. У этого металла высокая точка плавления, поэтому изобретатель предположил, что через платиновую нить можно пропускать ток и заставить ее светиться.

Однако он сразу же обнаружил, что в процессе участвует еще и кислород. Платина почти сразу перегорала. Тогда Эдисон поместил металлическую нить в вакуумную стеклянную колбу. Это решило проблему горения, однако платина стоила слишком дорого и к тому же обладала низким электросопротивлением.

Это означало, что для такой системы освещения потребуются дорогие и очень толстые медные кабели. К счастью, Эдисон решил и эту задачку, всего лишь повысив сопротивление в каждой лампе и замкнув их в параллельные цепи.

Теперь требовалось найти металл с достаточно высоким сопротивлением. Эдисон и его команда несколько месяцев подбирали и испытывали материалы, пока не обнаружили, что лучше всего для этого подходит ламповая сажа, используемая в телефонных передатчиках. Вот как момент открытия был описан в одной из газет:

«Однажды ночью, сидя в своей лаборатории над незаконченным проектом, Эдисон начал бездумно перекатывать в пальцах кусочек спрессованной ламповой сажи, пока не скатал из нее тонкую нить. Один случайный взгляд навел его на мысль, что можно попробовать ее накалить. Через несколько минут он провел вполне успешный эксперимент, хоть результаты его и не удивили. Дальнейшие тесты помогли найти подходящую форму и состав вещества, и результат каждого эксперимента подтверждал, что изобретатель на верном пути».

Иллюстрация из Currier & Ives конца 1800-х. Эдисон (слева) и изобретатель дуговой лампы Чарльз Браш сражаются за освещение Нью-Йорка.

В октябре 1879 года Эдисон и его команда провели первые успешные эксперименты: они поместили углеродную нить в вакуумную колбу и накалили ее так, чтобы она при этом не сгорала. К новогодним праздникам Эдисон уже вовсю демонстрировал новые лампы толпам людей в своей лаборатории в Менло-Парк.

Однако для выхода на потребительский рынок этого было недостаточно. Теперь Эдисону предстояло сконструировать всю электрическую систему для питания своих ламп. Он смоделировал ее на основе систем газового освещения, используемых в крупных городах.

Они состояли из центральных станций, подземных коммуникаций, счетчиков и зажимных приспособлений для самих ламп. Эдисон построил первую центральную станцию на Перл-стрит в нижнем Манхеттене в 1882 году. Здесь располагалась знаменитая Уолл-стрит и офисы нью-йоркской прессы. Место было выбрано идеально, теперь у Эдисона был доступ и к финансистам, и к медийщикам.

Перед монтажом станции он отправил своих людей обследовать район и посчитать газовые и керосиновые лампы, которые можно заменить на новое освещение. Чтобы компенсировать дороговизну медной электросети для питания ламп, Эдисон спроектировал систему постоянного тока для плотно населенных центральных городских кварталов. Обслуживание клиентов в радиусе чуть меньше двух километров от центральной станции оказалось довольно выгодным.

КРУПНЫЙ ИЗОБРЕТАТЕЛЬСКИЙ БИЗНЕС

Мужчины позируют у здания компании Эдисона – Edison Machine Works. ФОТО: CORBIS, GETTY

Для производства и выведения на рынок ламп накаливания Эдисону требовалась соответствующая инфраструктура. Он спроектировал целую систему для питания своих ламп, но на этом не остановился. Будучи предприимчивым дельцом, он основал компании для производства ламп, генераторов, кабелей и счетчиков: Edison Lamp Works, позднее переименованная в Edison ElectricLamp Company, Edison Machine Works и так далее.

Несмотря на то, что через несколько лет он проиграл «битву токов», компании Эдисона остались на плаву. В 1889 году они объединились в концерн Edison General Electric, который позднее сменил название на просто General Electric.

Восход переменного тока

Эдисон был прав: для мелких электрических лампочек нашелся подходящий рынок. Многие захотели заменить газовое освещение, так что в следующие несколько лет лампы накаливания приносили ему значительную прибыль. Эдисон был первопроходцем в этой области, но ему не удалось предотвратить выход конкурентов на рынок. Впрочем, главной проблемой Эдисона было то, что его систему могли потянуть только крупные города с густонаселенными центральными районами. Там у него было достаточно клиентов, которые могли покрыть стоимость прокладки медной проводки.

На этой гравюре изображена одна из центральных электростанций Нью-Йорка, построенных компанией Эдисона в 1882 году. ФОТО: AKG, ALBUM

В Америке было множество поселений, которые могли себе позволить электрическое освещение. Однако люди селились слишком хаотично и далеко друг от друга, а это не гарантировало экономность установки системы Эдисона. Любой, кому удастся выйти на этот стремительно расширяющийся рынок, стопроцентно обогатился бы!

Осознав это, Джордж Вестингауз решил спроектировать систему освещения, работающую от переменного тока. Он полагал, что можно уменьшить толщину медной проволоки (и сократить расходы), если поднять напряжение в сети (допустим, до 1000 вольт). Однако подача такого напряжения в жилые дома могла быть опасной.

Для дальнейших опытов Вестингауз позаимствовал в Европе трансформатор, который понижал напряжение с 1000 до 110 вольт. Такие трансформаторы работали только с переменным током, а это означало, что новая сеть Вестингауза станет слишком радикальным отходом от распространенных в то время систем Эдисона на постоянном токе.

Напряжение в них было постоянным (обычно 110 вольт), что делало их относительно безопасными для потребителей. Вдобавок, кабели для этой системы прокладывали линейно, как в телефонных и телеграфных системах, а это было куда проще для прокладчиков.

Предприниматель и изобретатель Джордж Вестингауз родился в Нью-Йорке в 1846 году. Всю свою жизнь он занимался модернизациями железнодорожного транспорта и энергетической промышленности. До своей смерти в 1914 году он зарегистрировал более 360 патентов на свое имя. ФОТО: BIANCHETTI, CORBIS/GETTY

В новой системе Вестингауза, работавшей от переменного тока, напряжение в линиях электропередач колебалось от +1000 до -1000 вольт. Это несло повышенный риск для прокладчиков кабелей, они могли получить смертельный удар током. Повышение напряжения в сети требовало улучшенной изоляции и разработки новых мер безопасности. Но поскольку системы переменного тока были куда дешевле для передачи электроэнергии на большие расстояния, все затраты на решение новых технических задач были вполне обоснованными.

Итак, в 1887 году переменный ток подавал большие надежды. Однако электромеханики вскоре поняли, что у них появилась новая проблема, на сей раз экономическая. В идеале система переменного тока должна охватывать весь город. Но при таких раскладах стоимость электростанции и электросети составляла сотни тысяч долларов.

Чтобы покрыть такую инвестицию, электростанция должна подавать электричество круглосуточно семь дней в неделю. Значит, что-то должно потреблять энергию в течение дня – двигатель, который можно использовать в транспорте, на заводах, в лифтах и бытовых приборах.

Тесла и двигатель переменного тока

На этом распутье и возник тот самый высокий темноволосый мужчина, у которого было подходящее изобретение – двигатель переменного тока. Изобретателя звали Никола Тесла.

Тесла родился в 1856 году в семье сербов, жившей на территории современной Хорватии. Отец Теслы был православным священником и надеялся, что сын последует по его стопам. Юный Никола куда сильнее верил в науку и отправился изучать машиностроение в Университет прикладных наук Йоаннеум в австрийском городе Грац.

Там Тесла увлекся разработками нового электромотора. Во всех моторах есть два комплекта электромагнитов: один стационарный (статор), другой на вращающемся валу (ротор). При подаче переменного тока на каждый комплект можно создать одинаковые магнитные поля в статоре и роторе. Они начинают отталкиваться друг от друга, тем самым заставляя вал мотора крутиться.

Индукционный двигатель Теслы оказался в самом центре «битвы токов». Его новаторская конструкция и эффективность произвели настоящую революцию в сфере энергетики в конце XIXвека. ФОТО: LEBRECH MUSIC, ALBUM

Понаблюдав за искрящим двигателем постоянного тока в классе физики, Тесла предложил убрать коммутатор (вращающийся переключатель, подающий питание на ротор двигателя). Его профессор физики решил, что подобная конструкция попросту нелепа, но Тесла настаивал на своем.

Следующие несколько лет изобретатель ломал голову над созданием безыскрового двигателя. Строить физическую модель он не стал – все конструировал в голове. В 1882 году Тесла переехал в Будапешт. Во время прогулки в городском парке к нему пришла гениальная идея: не надо менять магнитные полюса в роторе. Лучше использовать вращающеесямагнитное поле в двигателе.

До Теслы электродвигатели конструировались с постоянным магнитным полем в статоре, а магнитное поле в роторе менялось с помощью коммутатора. Изобретение Теслы былопротивоположностью стандартной практики. В своем двигателе Тесла получил нужную последовательность, включая и выключая ток в отдельных электромагнитах статора и тем самым создав вращающееся магнитное поле. Это поле, вращаясь, индуцировало противоположное по заряду электрическое поле в роторе и заставляло его вращаться. Тесла предположил, что вращающееся магнитное поле можно создавать с помощью переменного, а не постоянного тока, но на тот момент не знал, как это сделать.

МИРОВОЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ПЛАН ТЕСЛЫ

Массивная вышка Теслы, построенная в 1901 году, была ранней версией беспроводного телекоммуникационного передатчика. В 1917 году ее снесли. ФОТО: ULLSTEIN BILD, GETTY

Самая известная лаборатория Теслы, Ворденклиф, располагалась на Лонг-Айленде. В 1901 году банкир Джон П. Морган одолжил Тесле $150 тысяч на реализацию плана по передаче энергии по всему миру. Известный архитектор Стэнфорд Уайт спроектировал основное здание, в котором генерировались волны электрического толка и подавались по кабелям в башню и на подземный вал.

Башня функционировала как гигантская катушка Теслы, усиливая ток до миллионов вольт и отправляя его через вал в земную кору. Тесла считал, что потребители могут подключиться к этим подземным потокам и подпитывать от них осветительные системы и двигатели.

Он также верил, что люди смогут носить с собой маленькие передатчики размером «не больше карманных часов» и принимать с их помощью новостные сообщения и телефонные звонки. К сожалению, Тесле не удалось добыть средства, чтобы продолжить эту работу. В 1905 году у него случился нервный срыв. Он был вынужден отдать Ворденклиф своим кредиторам.

Сегодня башню реставрируют при поддержке тысяч поклонников гениальности Теслы, включая Илона Маска.

Следующие пять лет Тесла набирал практический опыт для усовершенствования своего двигателя. Он помог наладить телефонную связь в Будапеште и переехал в Париж, чтобы поработать с Continental Edison Company, проводившей освещение в крупных европейских городах. В 1884 году Тесла перевелся в нью-йоркский филиал Edison Machine Works. Там он немного пообщался с Эдисоном, после чего его приставили к разработке системы дугового освещения. После спора об оплате за свои разработки разъяренный Тесла уволился.

Поработав с командой из Рауэй, Нью-Джерси, Тесла представил собственную систему дугового освещения, но компания вскоре закрылась. Изобретателю пришлось рыть канавы, чтобы свести концы с концами. Невзирая на все жизненные трудности, он все же нашел в себе силы подать патент на термомагнитный двигатель. Его изобретение привлекло внимание Чарльза Ф. Пека и Альфреда С. Брауна, финансистов с Уолл-стрит. Двигатель заинтриговал их, и в 1886 году они арендовали для Теслы лабораторию на Манхеттене.

Тесла занялся усовершенствованием термомагнитного двигателя, но этот вариант все же оказался нерабочим. Пек предложил ему вернуться к работе над двигателем переменного тока. Опираясь на свои будапештские идеи, Тесла экспериментировал с несколькими переменными токами в двигателе. Это было довольно авантюрным решением, поскольку инженеры в Westinghouse Electric (да и вообще везде) использовали в своих системах только один переменный ток.

В 1887 году Тесла обнаружил, что может сгенерировать вращающееся магнитное поле, подавая два разных переменных тока на пару катушек на противоположных сторонах статора. Современные инженеры бы сказали, что двигатель Теслы работал на двухфазном токе. Довольный результатом, Тесла подал патентную заявку на новое изобретение и идею дальней передачи многофазного переменного тока.

Вестингауз мог использовать свои электростанции (на фото), чтобы обслуживать больше людей и охватить более обширные территории. Для передачи электроэнергии на большие расстояния переменный ток был куда дешевле и эффективнее. Системам Эдисона такое и не снилось. ФОТО: BETTMANN, CORBIS/GETTY

Когда стало ясно, что у изобретения Теслы есть многообещающее будущее, его спонсоры задумались над тем, как же продвигать его в массы. Для Пека и Брауна не было смысла производить двигатель Теслы. Нет, они хотели продать патенты подороже.

В качестве рекламы они организовали для Теслы лекцию в Американском университете электротехники в 1888 году. Их план сработал. После лекции Джордж Вестингауз приобрел патенты Теслы за $200 тысяч. В пересчете на сегодняшние деньги эта сделка обошлась бы в $5 миллионов.

Битва токов

Получив в свое распоряжение систему питания для лампочек и двигателей, Вестингауз атаковал своего главного конкурента, Edison Electric Light Company. Он заключал контракты на покрытие всех территорий, которые не могла обслужить система Эдисона, а именно города, где население было разбросано по большой территории.

Пользуясь прибылью от производства пневматических тормозов для железнодорожных составов и сигнальных систем, Вестингауз предлагал цены ниже, чем у Эдисона, и часто строил новые электростанции дешевле их себестоимости.

Такая тактика шокировала Эдисона. Он родился и вырос на Среднем Западе, и его понимание бизнеса было очень простым: с клиента надо брать ровно столько, сколько нужно для создания оборудования плюс скромная прибыль. Намеренная потеря денег, чтобы «подрезать» конкурента, казалась ему несправедливой. В 1888 году, лишившись крупных контрактов на освещение Денвера и Миннеаполиса, один из менеджеров Эдисона, Фрэнсис Гастингс, решил оспорить безопасность электрических систем Вестингауза.

При установке первых систем переменного тока неизбежно происходили несчастные случаи: прокладчиков иногда убивало высокое напряжение в сети. Газеты быстро раздули скандал. Дабы ускорить процесс низвержения соперника, Гастингс заручился поддержкой Гарольда П. Брауна. Инженер-консультант, обманутый компанией Westinghouse Electric, жаждал мести. С одобрения менеджеров Эдисона Браун организовал демонстрации для журналистов в лаборатории Эдисона в Вест-Орандж, Нью-Джерси. На этих демонстрациях с помощью оборудования Westinghouse Electric убивали бродячих собак.

ФОТО: GRANGER, CORDON PRESS

Начиная с XVIII века, законодатели в Европе и Америке решили максимально гуманизировать смертные казни. После неудачных повешений в США в 1880-х реформаторы вынуждены были придумывать новые способы казни. В Буффало, штат Нью-Йорк, дантист Альфред П. Саутвик исследовал напряжение в электросети на бродячих собаках, после чего спроектировал систему для казни преступников. Удар током в голову приводил к потере сознания и смерти мозга. Второй удар наносил летальные повреждения жизненно важным органам. Электрический стул Саутвика впервые был применен для смертной казни в 1890 году.

Наиболее удачным рекламным трюком Брауна было применение переменного тока для смертной казни. В штате Нью-Йорк медики и реформаторы пришли к выводу, что казнь через повешение слишком негуманна, и стали искать новые способы умерщвления преступников.

Браун убедил их в гуманности казни с помощью переменного тока, для чего приобрел подержанный генератор Westinghouse Electric. Его установили в одной из тюрем и использовали для казни Уильяма Кеммлера, осужденного за убийство. Газетные публикации под заголовками «Кеммлер вестингаузирован» были проплаченной антирекламой.

Браун лично бросил вызов Джорджу Вестингаузу, предлагая ему опробовать, насколько силен будет удар током от генератора переменного тока по сравнению с генератором Эдисона. Тесла забеспокоился, что его друг Вестингауз и впрямь может на это согласиться. Во время лекции в 1891 году он решил продемонстрировать безопасность переменного тока, приняв удар напряжением в 250 000 вольт. Благодаря высокой частоте тока, сгенерированного новой катушкой Теслы, ток прошел по поверхности тела экспериментатора, не причинив никакого вреда внутренним органам.

В дополнение к медиакампании Эдисон сражался с Вестингаузом и на законодательном поле. Представители группы Эдисона усиленно лоббировали несколько законов, ограничивающих максимальное напряжение электрических систем до 300 вольт. Им почти удалось протащить эти законы в Вирджинии и Огайо.

Победа переменного тока

Пока Эдисон отстаивал свое изобретение на суде общественного мнения, Вестингауз и Тесла захватывали машиностроение и бизнес. Компания Вестингауза провела зрелищную презентацию своих систем, предоставив осветительную систему на десятки тысяч лампочек для Всемирной выставки в Чикаго в 1893 году. Красота ночной иллюминации впечатлила посетителей, убедив их в том, что будущее все же за переменным током.

Всемирная выставка, посвященная 400-летию открытия Америки, была проведена в Чикаго 1893 года. К берегам озера Мичиган стекалась публика со всей страны, чтобы полюбоваться новейшими изобретениями и трендами США. ФОТО: GRANGER, CORDON PRESS

Затем, параллельно с Всемирной выставкой, Тесла начал вести тайные переговоры со спонсорами строительства гигантской гидроэлектростанции на Ниагарском водопаде. Он убеждал их в том, что для передачи электроэнергии по всему штату Нью-Йорк лучше использовать переменный ток.

После интенсивной корреспонденции и личных встреч ему удалось уговорить банкиров. В то же время Тесла информировал Вестингауза о продвижении проекта на Ниагарском водопаде, чтобы тот мог поучаствовать в тендере на проектирование и оборудование электростанции. Признав заслуги Теслы в этом проекте, банкиры пригласили его произнести речь на банкете в честь открытия электростанции в 1896 году.

ОСВЕЩЕНИЕ БЕЛОГО ГОРОДА

Системы переменного тока Вестингауза и Теслы на Всемирной выставке в Чикаго. ФОТО: BROOKLYN MUSEUM OF ART, NY/BRIDGEMAN/ACI

Всемирная выставка 1893 года была проведена в Чикаго в честь 400-летия прибытия Христофора Колумба в Новый Свет. 200 павильонов собрали 27 миллионов посетителей, и там было что посмотреть: первое колесо обозрения, движущийся тротуар, кинофильмы на кинетоскопе Эдисона и многое другое.

Градостроители со всей Америки вдохновлялись сияющими белыми зданиями, построенными специально для выставки. После этого в городах по всей стране начали строить роскошные ратуши, бульвары и парки, достойные эпохи прогресса. Westinghouse Electric получила контракт на освещение выставки и спроектировала новые светильники для павильонов. Для их питания компания установила 24 генератора мощностью 500 лошадиных сил, трансформаторы и прочее оборудование для демонстрации разнообразия и производительности своих систем.

После постройки электростанции на Ниагарском водопаде основное направление в американской электропромышленности утвердилось окончательно. На протяжении большей части ХХ века частные коммунальные предприятия массово генерировали и передавали переменный ток предпринимателям и простым жителям.

Поскольку постройка новых электростанций обходилась недешево, а предельная прибыль от продажи электроэнергии была низкой, эти предприятия в целом стремились расширять свои сети. Они начали с городов и постепенно охватывали по несколько штатов сразу. При этом они по-прежнему опираются на технологию многофазного переменного тока, изобретенную Теслой и Вестингаузом.

Никола Тесла — переменный ток

   Никола Тесла – инженер, физик, изобретатель, радиотехник и электротехник. Подарил миру революционные знания в области электричества и магнетизма. Многими исследователями считается одним из самых гениальных людей все времен (вместе с Леонардо да Винчи). Работы Теслы сделали возможным развитие современной электротехники. Изобретения Теслы опередили свое время не на одно столетие.

   

  Никола Тесла появился на свет 10 июля 1856 года в маленьком селе Смилян, в Сербии, которая тогда была частью Австро-Венгерской империи. Отец, Милутин Тесла, был православным священником. Мать, Георгина Тесла, также происходила из семьи священника.


  Первый класс Никола закончил в родном селе. Затем семья перебралась в Госпич, где он закончил еще три класса начальной школы. В 1870 году он закончил нижнюю реальную гимназию. В 1873 году получил аттестат зрелости.

  В 1875 году поступает в высшее техническое училище в Граце, где сосредотачивается на изучении электротехники. Здесь пристрастился к азартным играм и в результате влез в долги. Деньги пришлось искать матери. С тех пор Тесла больше никогда в азартные игры не играл.

  В 1879 году Никола устраивается в реальную гимназию в Госпиче, но работа преподавателя его не устраивает. Она слишком малооплачиваемая и неинтересная. В следующем году Тесла отправляется в Прагу, где становится студентом Пражского университета. Проучиться на философском факультете удалось всего семестр, после этого пришлось искать работу.

  Тесла устроился на работу в телеграфную компанию в Будапеште, в которой проработал до 1882 года. Тогда же он придумал, как можно использовать явление вращающегося магнитного поля.

    В конце того же года Никола переходит в парижское отделение Континентальной компании Эдисона. В 1884 году он уволился, поскольку ожидаемой премии за ряд полезных нововведений ему не выплатили. В июле того же года Тесла приезжает в Нью-Йорк и снова устраивается в компанию Эдисона на должность инженера по ремонту электродвигателей и генераторов постоянного тока.

   В 1885 году Эдисон предложил Тесле 50 000 долларов за совершенствование электрических машин постоянного тока. Никола активно взялся за работу, представил американцу 24 варианта решения проблемы. Эдисон же в премии отказал, заявив, что это была просто шутка. Тесла сразу уволился.

    К тому времени Тесла уже получил известность в деловых кругах США. Ему предложили создать компанию, занимающуюся электрическим освещением. Вместо денег изобретателю были предложены акции компании. Это его не устраивало, и с дельцами он порвал.

    В 1888 году богатый американский промышленник Джордж Вестингхаус (который сам любил изобретать) выкупил у Теслы 40 патентов, каждый из которых обошелся примерно в 25 000 долларов. Теперь у Николы было достаточно денег для обустройства своей лаборатории. Он активно занимается исследованием высоких частот и магнитных полей, получает множество патентов. В 1895 году лаборатория сгорела, но Тесле выделила 100 000 долларов Компания Ниагарских водопадов. Исследования были возобновлены. В 1896 году Тесла осуществил передачу радиосигнала на 48 км.

   В 1899 году Теста переезжает в Колорадо Спрингс, который впоследствии стал знаменитым благодаря экспериментам изобретателя. Тесла добился получения гигантских электроразрядов, раскаты грома от которых были слышны за 24 км от лаборатории. Общественность отнеслась к этому настороженно, особенно после того, как Никола заявил о своей связи с внеземными цивилизациями.

  К концу 1899 года Тесла перебирается в Нью-Йорк и обустраивает лабораторию на острове Лонг-Айленд. Никола хотел добиться получения колоссальной энергии, для этого резонансно «раскачивая» ионосферу. Запуск экспериментальной установки был просто поразительным: журналисты писали, что небо стало освещенным на тысячи миль вокруг. Правда, вскоре лабораторию пришлось закрыть из-за нехватки средств.

   В 1914 году, после начала Первой мировой войны, Тесла принимал участие в сборе средств для нужд армии Сербии.

   В мае 1917 года Тесле вручили медаль Эдисона. Изобретатель от нее отказывался, поскольку с американским предпринимателем у него были связаны не самые лучшие воспоминания. В том же году Тесла разработал устройство для обнаружения подводных лодок.

    До 1926 года Тесла работал в сотрудничестве с рядом фирм: «Пайл Нэшнл», «Уолтем Уотч Компани», «Бадд Компани».

    Начало Второй мировой войны Тесла встретил больным. Его сбила машина. Последствием перелома ребер стало острое воспаление легких. Изобретатель был прикован к постели.

   В ночь с 7 на 8 января 1943 года Никола Тесла умер. Причиной смерти была названа сердечная недостаточность. Тело было кремировано, сейчас урна находится в белградском музее Теслы.

   

                                                                                                                                     Основные достижения Теслы

                            Изобрел первые электромеханические генераторы токов высокой частоты и высокочастотный трансформатор.

                           Изучил влияние электрического тока на человеческий организм, причем эксперименты ставил на самом себе. На основе его                                                             исследований разработаны современные правила электрической безопасности.

                           Опыты с высокочастотными токами дали достаточно данных для развитии электротерапии и медицинских исследований.

                           Описал явление вращающегося магнитного поля. Получил патенты на многофазные электрические машины. Последние                                                                    использовались для создания гидроэлектростанций в Соединенных Штатах и других странах.

                           Создал первый волновой радиопередатчик, тщательно изучил принципы радиосвязи.

                           «Катушки Тесла» до сих пор используются для получения электрических разрядов, которые схожи с молниями.

                            Тесла много времени уделял реализации идеи передачи энергии без проводов. Сегодня беспроводное заряжание уже начинает                                                     использоваться в ноутбуках и мобильных телефонах.

За что Никола Тесла ненавидел Томаса Эдисона? | ИСТОРИЧЕСКАЯ СПРАВКА

Никола Тесла, Томас Эдисон — эти имена у всех на слуху. Тесла изобрел переменный ток, Эдисон — постоянный и лампу накаливания — вот общеизвестные факты.

Однако в жизни двух этих великих изобретателей связывали весьма противоречивые и непростые отношения.

Изобретения — это серьезная работа, и у каждого инноватора свой подход. Тесла был блестяще образованным, воспитанным и просто гением. Свои изобретения он визуализировал и продумывал, подводил под все теоретическую базу и, наконец, приходил к ожидаемому результату без больших усилий. Эдисон же, напротив, был практиком и теорию презирал, доверяясь своей интуиции. Чтобы совершить открытие, он перебирал все возможные варианты, вкладывал много труда, и в-основном не своего, а наемных сотрудников на нескольких своих заводах. Например, чтобы найти оптимальные параметры новой нити накаливания для своей лампы, Эдисон поручил рабочим перебрать тысячи вариантов и, в результате, искомые параметры бамбуковой нити были найдены.

В своей автобиографической книге Тесла приводит много примеров, характеризующих Эдисона не с лучшей стороны.

Некоторое время Тесла работал у Эдисона. Он, например, создал очередную усовершенствованную нить накаливания. Эдисон запатентовал изобретение, а Тесле даже не дал никакую премию.

И если это еще можно как-то понять, то вот действительно вопиющий пример. Эдисон производил генераторы постоянного тока, и партию заказали на большой круизный лайнер. Лайнеру вскоре нужно было делать первый рейс, но настроить и подключить генераторы так и не получалось. В панике Эдисон обратился к Тесле с просьбой разобраться, и посулил тому крупную сумму денег за работу. Тесла обрадовался — он хотел купить на эти деньги дом для своей матери. Работу он выполнил в срок, но Эдисон про свое обещание забыл, и не выплатил ни цента. После этой истории Тесла разочаровался в американцах вообще — он считал, что у них модно обманывать своих партнеров и сотрудников.

Еще одна причина для Теслы ненавидеть Эдисона — тот всячески препятствовал Тесле продвигать идею переменного тока, прекрасно при этом понимая, что за ним будущее. Но Эдисону это было просто невыгодно — он производил генераторы постоянного тока и лоббировал прокладывание прямоточных сетей. Он не хотел потерять доход, также невыгодно ему было и переоснащать свои заводы. Эдисон даже устраивал прилюдные опыты над животными, мучая их премененным током, чтобы показать, как такой ток опасен. Весь этот конфликт называют сегодня «войной токов».

Кстати, Эдисон с удовольствием работал над изобретением электрического стула, и любил присутствовать при испытаниях.

Как свидетельствует Тесла, Эдисон поступал нехорошо со многими своими сотрудниками — крал изобретения, патентовал, а людей выкидывал на улицу. У него было более тысячи патентов, а у Теслы 300. Но при этом Тесла работал один, а у Эдисона были сотни помощников, к тому же некоторые патенты были им просто куплены.

И все же большой вклад Эдисона в технический прогресс — его система разработки инноваций, когда процесс разделяется на составляющие, как любой производственный. При этом все его изобретения — это такие вещи, над которыми в то время работали многие инноваторы. Если бы не он создал лампочку, фонограф и движущиеся картинки — это вскоре бы сделал кто-то другой.

Тесла же был футуристом, ему в голову приходили совершенно невероятные идеи. Он был мечтателем, и при этом блестящим ученым, опередившим свое время. Тем не менее, в XX веке он пропал с научной сцены. Умер Тесла в бедности, и до конца дней винил Эдисона в том, что тот загубил его жизнь.

Понравилась статья?

Ставь палец вверх и подписывайся на мой канал.

Впереди еще много интересного об известных изобретателях!

Война токов — это… Что такое Война токов?

В этой статье не хватает ссылок на источники информации. Информация должна быть проверяема, иначе она может быть поставлена под сомнение и удалена.
Вы можете отредактировать эту статью, добавив ссылки на авторитетные источники.
Эта отметка установлена 13 мая 2011.
Т. Эдисон. Дж. Вестингауз. Н. Тесла.

Война токов (англ. War of Currents) — противостояние Томаса Эдисона и Николы Тесла (а также Джорджа Вестингауза) в борьбе за использование постоянного и переменного тока соответственно. «Война» продолжалась свыше ста лет и закончилась в конце ноября 2007 года с окончательным переходом Нью-Йорка с постоянного тока на переменный[1].

Различия

Генераторы

Генераторы постоянного тока легко подключаются параллельно, необходимо лишь соблюдать полярность. Чтобы подавать в сеть переменный ток, требуется предварительная синхронизация генератора переменного тока с подключаемой энергосистемой. Также постоянный ток удобнее для работы систем аварийного электропитания и аккумулирующих станций (станций, которые накапливают энергию в часы «затишья» и отдают в часы пик).

Передача энергии на расстояние

При увеличении расстояния растёт электрическое сопротивление проводов, а также потери на их нагрев. При создании электрической линии, рассчитанной на передачу определённой мощности, существенно снизить потери можно только снижая сопротивление (делая провода толще) или повышая напряжение (понижая, тем самым, силу тока). Чтобы вчетверо снизить потери, приходится либо вчетверо снижать сопротивление, либо вдвое повышать напряжение. Таким образом, передача энергии на большие расстояние возможна только при использовании высокого напряжения.

Поскольку эффективных способов изменять напряжение постоянного тока на тот момент времени не существовало, в электростанциях Эдисона использовалось напряжение, близкое к потребительскому — от 100 до 200 вольт. Такие электростанции не позволяли передавать потребителю большие мощности. В результате, эффективно использовать генерируемую электрическую энергию могли потребители, расположенные на расстоянии, не превышающем порядка 1,5 км от электростанции. Преодолеть это ограничение можно было сложными и дорогими мерами: использованием толстых проводов или строительством целой сети местных электростанций. Другими словами, подход Эдисона не позволял построить мощную электростанцию, снабжающую целый регион, равно как и построить ГЭС в подходящем для этого месте.

Напряжение переменного тока легко изменяется с помощью трансформаторов (КПД до 99%). Это даёт возможность как передавать ток по магистральным линиям весьма высокого напряжения на большие расстояния (сотни километров), так и строить сеть высоковольтных линий меньшего напряжения для поставки энергии на трансформаторные подстанции, а затем и потребителям. По той же причине переменный ток более универсален для решения иных, чем освещение, производственных и бытовых задач.

Потребители

Лампочки лучше работают на постоянном токе. Подходящих двигателей переменного тока на момент появления электрических сетей вообще не существовало — лишь в 1888 году Никола Тесла изобрёл асинхронный электродвигатель, чем окончательно склонил чашу весов на сторону Вестингауза.

Изобретённый Эдисоном счётчик также работал только на постоянном токе.

Безопасность

Переменный ток быстрее приводит к фибрилляции сердечной мышцы, чем постоянный. Впрочем, в любой коммерчески приемлемой электросети напряжения таковы, что опасным будет и постоянный ток.[источник не указан 903 дня]

История

Первые электросети

В 1878 году Эдисон основывает компанию «Эдисон электрик лайт» (ныне General Electric). К 1879 году закончилась доводка электрической лампочки — одна лампа служила свыше 12 часов. Для современного читателя эта цифра может показаться весьма скромной, но альтернативами в те времена были только свеча, керосиновая лампа и газовое освещение. В 1880 году Эдисон патентует всю систему производства и распространения электроэнергии, которая включала три провода — нулевой и ±110 вольт (это снижало материалоёмкость при тех же потерях энергии). Одновременно был продемонстрирован невиданный доселе срок жизни лампочки — 1200 часов. Именно тогда Эдисон сказал: «Мы сделаем электрическое освещение настолько дешёвым, что только богачи будут жечь свечи».

В январе 1882 года Эдисон запускает первую электростанцию в Лондоне, а несколькими месяцами позже — в Манхэттене. К 1887 году в США существовало более сотни электростанций постоянного тока, работавших на трёхпроводной системе Эдисона.

Появление переменного тока

В отличие от Эдисона, который проявил себя неутомимым экспериментатором и умелым бизнесменом, сторонники переменного тока основательно знали математику и физику. Ознакомившись с патентом Эдисона, Джордж Вестингауз обнаружил слабое звено его системы — большие потери мощности в проводах.

В 1881 году Люсьен Голар (Франция) и Джон Гиббс (Великобритания) демонстрируют первый трансформатор, пригодный для работы на высоких мощностях. В 1885 Вестингауз покупает несколько трансформаторов Голара-Гиббса и генератор переменного тока производства Siemens & Halske и начинает эксперименты. Через год начинает работу первая 500-вольтовая ГЭС переменного тока в Грейт-Баррингтоне (штат Массачусетс).

Распространению переменного тока мешало и отсутствие моторов и счётчиков. В 1882 году Тесла изобретает многофазный электромотор, патент на который был получен в 1888 году. В 1884 году Тесла появляется в США. После года успешной работы Эдисон отказывает Тесле в повышении зарплаты[2], и Тесла уходит к Вестингаузу. В 1888 году появляется первый счётчик переменного тока.

Электрический стул

Переход на переменный ток должен был стать финансовым поражением Эдисона, который зарабатывал немалую часть денег на патентных отчислениях. Чувствуя своё поражение, Эдисон подал в суд за нарушение более десятка патентов, но решение суда было не в его пользу[3].

Тогда Эдисон занялся чёрным пиаром, публично демонстрируя убийства животных переменным током. К тому же, примерно в то же время некто Поуп был убит пробитым трансформатором, стоявшим у него в подвале; это происшествие было широко освещено прессой. Наконец, в 1887 году финансируемый Эдисоном инженер Гарольд Браун предложил идею убивать преступников током — разумеется, «опасным» переменным, а не «безопасным» постоянным.

Вестингауз, резкий противник использования электричества для казни, отказался поставлять генераторы переменного тока для этой цели (добывать их пришлось окольными путями), нанял адвокатов приговорённому к казни на электрическом стуле Кеммлеру, который убил жену топором. Адвокаты требовали отменить приговор, как противоречащий Конституции США, запрещающей «жестокие и необычные наказания». Несмотря на их старания, в 1890 году произошла первая казнь на электрическом стуле. Эдисон подкупил газетчика, и на следующий день в газете появилась статья «Вестингауз казнил Кеммлера». Казнь выглядела настолько ужасно, что Вестингауз ответил на это однозначно: «Топором бы у них вышло лучше».

В 1891 году трёхфазная система переменного тока, разработанная Теслой, была представлена на выставке в Франкфурте-на-Майне. По всей видимости, фурор, произведенный данной системой, помог компании Вестингауза выиграть тендер на строительство крупнейшей на ту пору электростанции на Ниагарском водопаде. Переменный ток и Тесла снова одерживали верх. Ещё одним фактом в пользу переменного тока послужила покупка Эдисоном компании Томсон-Хьюстон, занимающейся изучением и строительством агрегатов, основанных на переменном токе. Однако, Эдисон не собирался отказываться от своего детища – постоянного тока и от чёрного пиара по отношению к переменному. Так, Эдисон заснял и затем широко распространил в прессе кадры казни переменным током слонихи Топси, затоптавшей трёх людей в 1903 году[источник?].

Ниагарский водопад

В 1891 году трёхфазная система переменного тока была представлена консорциумом во главе с AEG на выставке, проходившей во Франкфурте-на-Майне. В 1893 году Вестингауз выиграл тендер на строительство электростанции на Ниагарском водопаде. По словам Теслы, «мощности водопада хватит на все США». Чтобы примирить Вестингауза и Эдисона, последнему досталось строительство линии электропередачи, ведущей от электростанции в Буффало — ближайший крупный город.

В конце концов General Electric купила компанию «Томсон-Хьюстон», производившую машины переменного тока, и сама начала их производство. Тем не менее, антиреклама переменного тока продолжалась.

Сворачивание сетей постоянного тока

Электроснабжение постоянным током неохотно сдавало свои позиции. Хотя уже в начале XX века большинство электростанций выдавали переменный ток, существовало немало потребителей постоянного тока. Переменный ток для них преобразовывался в постоянный с помощью ртутных выпрямителей. Электростанции постоянного тока строились вплоть до 1920-х годов. Хельсинки окончательно перешёл на переменный ток в 1940-х годах, Стокгольм в 1960-х. Тем не менее, в США вплоть до конца 1990-х годов существовало 4,6 тыс. разрозненных потребителей постоянного тока, и в 1998 году начались попытки перевести их на переменный ток.

С исчезновением (в Нью-Йорке) последнего потребителя постоянного тока в ноябре 2007 года главный инженер компании «Консолидейтед Эдисон», которая предоставляла электроснабжение постоянным током, перерезал символический кабель. Это положило конец «войне токов», но не конец использованию сетей постоянного тока.

Однако по сей день в Сан-Франциско имеются островки сетей постоянного тока, снабжающие раритетные лифты. В целом в пределах Сан-Франциско имеется 97 островков постоянного тока, обслуживающие от семи до десяти зданий каждый, причем в работе сохраняются и оригинальные кабели, проложенные около 100 лет назад.

Современное применение постоянного тока

Несмотря на то, что в крупных энергосистемах лучше переменный ток, существует немало сетей постоянного тока.

  • Тяговые электродвигатели на транспорте, кораблях, подводных лодках. На железных дорогах до сих пор есть разделение на электрификацию переменным и постоянным током.
  • Различные локальные электросети, не выдающие тока в общую энергосистему.
  • Высоковольтные линии постоянного тока, применяемые для передачи большой мощности на дальние расстояния, по подводным кабелям, а также как вставки постоянного тока для связи между собой несинхронизированных сетей.[4] Рассинхронизация сетей по фазе (возникающая из-за больших расстояний или просто в силу административных и исторических причин), а в случае кабеля, и высокая ёмкость ЛЭП делают переменный ток непригодным для решения задачи. Весьма высокие напряжения при больших мощностях позволяют существенно снизить потери и, тем самым, получить выгоду и окупить сложное дополнительное оборудование — выпрямители и инверторы. К войне токов это не имеет никакого отношения.

См. также

Сторонники переменного тока

Сторонники постоянного тока

Примечания

Ссылки

Война токов — Тесла против Эдисона

Противостояние Николы Тесла и Томаса Эдисона в конце 19 века можно было назвать настоящей войной, не зря их соперничество в том, чья технология передачи электрической энергии станет доминирующей в мире, до сих пор называют «Войной токов».

Технология линий переменного тока Тесла или линий постоянного тока Эдисона, — вот воистину эпохальный спор, точка в котором была поставлена лишь в ноябре 2007 года, с окончательным завершением перехода Нью-Йорка на сети переменного тока, в пользу Тесла.

Первые электрические генераторы, вырабатывающие постоянный ток, допускали простое соединение с линией, и соответственно, с потребителями, в то время как генераторы переменного тока требовали синхронизации с подключаемой энергосистемой.

Немаловажно, что потребителей рассчитанных на переменный ток изначально не существовало, и эффективная модификация асинхронного двигателя, рассчитанного непосредственно на питание переменным током, была изобретена Николой Тесла только к 1888 году, то есть спустя шесть лет после запуска Эдисоном первой электростанции постоянного тока в Лондоне.

После патентования Эдисоном в 1880 году своей системы производства и распространения электрической энергии постоянного тока, включающей три провода – нулевой, плюс 110 вольт, и минус 110 вольт, великий изобретатель лампочки был уже уверен в том, что «сделает электрическое освещение настолько дешевым, что лишь богачи будут использовать свечи».

Так, как уже было сказано выше, первая электростанция постоянного тока была запущена Эдисоном в январе 1882 года в Лондоне, через несколько месяцев – на Манхэттене, и к 1887 году в Соединенных Штатах работало уже более сотни электростанций постоянного тока Эдисона. В это время Тесла работал у Эдисона.

Несмотря на кажущееся безоблачное будущее систем постоянного тока Эдисона, был у них весьма значительный недостаток. Для передачи электрической энергии на расстояние применялись провода, а с увеличением длины провода, как известно, растет его сопротивление, и следовательно, имеют место неизбежные потери на нагрев. Таким образом, проблема требовала решения, — снижать сопротивление проводов, делая их толще, либо поднимать напряжение, дабы уменьшить силу тока.

Эффективных методов повышения напряжения постоянного тока на тот момент не существовало, и напряжение в линиях по прежнему не превышало 200 вольт, поэтому предать сколько-нибудь значительную мощность получалось лишь на расстояние не более 1,5 км, а если нужно передать электроэнергию дальше – налицо дороговизна проводов большого сечения.

И вот, в 1893 году Никола Тесла и его инвестор, предприниматель Джордж Вестингауз, получили заказ на освещение ярмарки в Чикаго двумя сотнями тысяч электрических лампочек. Это была победа. Три года спустя, была построена первая гидроэлектростанция переменного тока на Ниагарском водопаде для передачи электрической энергии в город Буффало, располагавшийся неподалеку.

В прочем, к 1928 году в США уже перестали развивать системы постоянного тока, полностью убедившись в преимуществах переменного тока. Еще через 70 лет был начат их демонтаж, к 1998 году в Нью-Йорке количество потребителей постоянного тока не превышало 4600, а к 2007 году не осталось ни одного, когда главный инженер «Консолидейтед Эдисон» символически перерезал кабель, и «Война токов» была окончена.

Переход на переменный ток сильно ударил Эдисону по карману, и, чувствуя свое поражение, он начал подавать в суд за нарушения его патентных прав, однако решения судей не были в его пользу. Эдисон не останавливался, он стал устраивать публичные демонстрации, где убивал животных переменным током, пытаясь убедить всех и вся в опасности использования переменного тока, и наоборот – в безопасности его сетей постоянного тока.

В конце концов, дошло до того, что в 1887 году партнер Эдисона, инженер Гарольд Браун предложил казнить преступников посредством смертельно опасного переменного тока. Вестингауз и Тесла не стали поставлять для этого генераторы, и даже наняли адвоката приговоренному к казни на электрическом стуле убийце своей жены Кеммлеру. Но это не спасло, и в 1890 году Кеммлер был казнен переменным током, а Эдисон позаботился о том, чтобы подкупленный журналист облил за это Вестингауза грязью в своей газете.

Несмотря на продолжительный черный пиар со стороны Эдисона, система переменного тока Тесла была обречена на успех. Напряжение переменного тока легко и эффективно можно было повышать посредством трансформаторов, и передавать по проводам на расстояния в сотни километров без особых потерь. Высоковольтные линии не требовали использования толстых проводов, и понижение напряжения на трансформаторных подстанциях позволяло предавать потребителю низкое напряжение для питания нагрузок переменным током.

Началось с того, что в 1885 году Тесла уволился от Эдисона, и вместе с Вестингаузом приобрел несколько трансформаторов компании Голар-Гиббс, и генератор переменного тока производства Siemens & Halske, после чего, при поддержке Вестингауза начал собственные эксперименты. В результате, спустя год после начала экспериментов, в Грейт-Баррингтон, штат Массачусетс, начала работу первая ГЭС переменного тока на 500 вольт.

Тогда еще не было моторов подходящих для эффективного питания переменным током, а уже в 1882 году Тесла изобрел многофазный электромотор, патент на который он получил в 1888 году, в этом же году появляется и первый счетчик переменного тока. Трехфазная система была представлена во Франкфурте-на-Майне, на выставке в 1891 году, и в 1893 году Вестингауз выиграл тендер на постройку электростанции на Ниагарском водопаде. Тесла считал, что энергии этой ГЭС хватит на все Соединенные Штаты.

Для примирения Тесла и Эдисона, Ниагарская Энергетическая Компания поручила Эдисону строительство линии электропередачи от станции на Ниагарском водопаде до города Буффало. В итоге, принадлежащая Эдисону компания «General Electric» купила компанию «Томсон-Хьюстон», изготавливавшую машины переменного тока, и сама начала их производство.

Так, Эдисон снова стал при деньгах, однако черный пиар против переменного тока не прекратил, — он предал огласке и растиражировал по газетам снимки казни переменным током слонихи Топси, которая затоптала в 1903 году троих работников цирка нью-йоркского Луна-парка.

Постоянный и переменный ток — достоинства и недостатки

Постоянный ток, так сложилось исторически, нашел широкое применение для питания электродвигателей с последовательным возбуждением на транспорте. Такие двигатели хороши тем, что развивают большой крутящий момент при небольшом числе оборотов в минуту, и это число оборотов можно легко регулировать, просто меняя постоянное напряжение, подаваемое на обмотку возбуждения двигателя, или посредством реостата.

Электродвигатели постоянного тока способны почти мгновенно менять направление своего вращения при смене полярности питания на обмотке возбуждения. Так, двигатели постоянного тока по сей день широко применяются на тепловозах, электровозах, трамваях, троллейбусах, на различных подъемниках и подъемных кранах.

Постоянным током можно без проблем питать лампы накаливания, различные приборы для осуществления промышленного электролиза, гальванопластики, сварки, также его успешно используют для питания сложного медицинского оборудования.

Безусловно, постоянный ток полезен в электротехнике, ведь соответствующие цепи легко рассчитываются и просто управляются, не зря к 1887 году в Соединенных Штатах насчитывалось более ста электростанций постоянного тока, работу над которыми возглавляла компания Томаса Алва Эдисона. Ясно, что постоянный ток удобен в случае, когда нет необходимости в преобразовании, т.е. повышении или понижении напряжения, это и есть главный недостаток постоянного тока.

Несмотря на усилия Эдисона по внедрению систем передачи постоянного тока, был у таких систем и значительный минус – необходимость использования большого количества материалов и существенные потери при передаче.

Дело в том, что напряжение в первых линиях постоянного тока не превышало 200 вольт, и передавать электричество можно было на расстояние, не превышающее 1,5 км от электростанции, при этом много энергии рассеивалось при передаче (вспомните закон Джоуля-Ленца).

Если все же требовалось передать большую мощность на большее расстояние, приходилось применять толстые тяжелые провода, а это выходило очень дорого.

В 1893 году Никола Тесла начал внедрение своих систем переменного тока, которые показали высокую эффективность благодаря самой сути переменного тока. Переменный ток можно было легко преобразовывать посредством трансформаторов, повышая напряжение, и тогда стала возможной передача электрической энергии на многие километры с минимальными потерями.

Так происходит потому, что при подаче одной и той же мощности через провода силу тока удается снизить благодаря повышению напряжения, поэтому и потери при передаче меньше, и необходимое сечение проводов, соответственно, уменьшается. Именно поэтому сети переменного тока стали внедряться по всему миру.

Переменным током питаются асинхронные двигатели в машинах и станках, индукционные печи, им также можно питать и простые лампы накаливания, и любую другую активную нагрузку. Асинхронные двигатели и трансформаторы произвели настоящую революцию в электротехнике именно благодаря переменному току.

Если же для какой-нибудь цели необходим непосредственно постоянный ток, например для зарядки аккумуляторов, то теперь его всегда можно получить из переменного при помощи выпрямителей.

В чем разница между переменным током и постоянным?

Происхождение

Разница между AC и DC заключается в их происхождении. Постоянный ток можно получить из гальванических элементов, например, батареек и аккумуляторов.

Также его можно получить с помощью динамомашины – это устаревшее название генератора постоянного тока. Кстати с их помощью генерировалась энергия для первых электросетей. Мы об этом говорили в статье об открытиях Николы Тесла, в заметках о войне идей между Теслой и Эдисоном. Позже так называли небольшие генераторы для питания велосипедных фар.

Переменный ток добывают также с помощью генераторов, в наше время в основном трёхфазных.

Также и то и другое напряжение можно получить с помощью полупроводниковых преобразователей и выпрямителей. Так вы можете выпрямить переменный ток или получить его же, преобразовав постоянный.

Краткая история электричества

Кто изобрел электричество? А никто! Люди постепенно понимали, что это такое и как им пользоваться.

Все началось в 7 веке до нашей эры, в один солнечный (а может и дождливый, кто знает) день. Тогда греческий философ Фалес заметил, что, если потереть янтарь о шерсть, он будет притягивать легкие предметы.

Потом были Александр Македонский, войны, христианство, падение Римской империи, войны, падение Византии, войны, средневековье, крестовые походы, эпидемии, инквизиция и снова войны. Как вы поняли, людям было не до какого-то там электричества и натертых шерстью эбонитовых палочек.

В каком году изобрели слово «электричество»? 1600 году английский естествоиспытатель Уильям Гилберт решил написать труд «О магните, магнитных телах и о большом магните — Земле». Именно тогда и появился термин «электричество».

Через сто пятьдесят лет, в 1747 году Бенджамин Франклин, которого мы все очень любим, создал первую теорию электричества. Он рассматривал это явление как флюид или нематериальную жидкость.

Именно Франклин ввел понятие положительного и отрицательного зарядов (до этого разделяли стеклянное и смоляное электричество), изобрел молниеотвод и доказал, что молния имеет электрическую природу.

Бенджамина любят все, ведь его портрет есть на каждой стодолларовой купюре. Помимо работы в точных науках, он был видным политическим деятелем. Но вопреки распространенному заблуждению, Франклин не был президентом США.

Дальше пойдет перечисление важных для истории электричества открытий.

1785 год – Кулон выясняет, с какой силой противоположные заряды притягиваются, а одноименные отталкиваются.

1791 год – Луиджи Гальвани случайно заметил, что лапки мертвой лягушки сокращаются под действием электричества.

Принцип работы батарейки основан на гальванических элементах. Но кто создал первый гальванический элемент? Основываясь на открытии Гальвани, другой итальянский физик Алессандро Вольта в 1800 году создает столб Вольта – прототип современной батарейки.

На раскопках рядом с Багдадом нашли батарейку возрастом больше двух тысяч лет. Какой древний айфон с ее помощью подзаряжали – остается загадкой. Зато известно точно, что батарейка уже «села». Этот случай как бы говорит: может быть, люди знали об электричестве намного раньше, но потом что-то пошло не так.

Уже в 19 веке Эрстед, Ампер, Ом, Томсон и Максвелл совершили настоящую революцию. Был открыт электромагнетизм, ЭДС индукции, электрические и магнитные явления связали в единую систему и описали фундаментальными уравнениями.

Кстати! Если у вас нет времени, чтобы самостоятельно разбираться со всем этим, для наших читателей сейчас действует скидка 10% на любой вид работы

20 век принес квантовую электродинамику и теорию слабых взаимодействий, а также электромобили и повсеместные линии электропередач. Кстати, знаменитый электромобиль Тесла работает на постоянном токе.

Конечно, это очень краткая история электричества, и мы не упомянули очень много имен, которые повлияли на прогресс в этой области. Иначе пришлось бы написать целый многотомный справочник.

Чем постоянный ток отличается от переменного и как преобразовывается?

Постоянный ток.

Постоянный ток — характеризует движение частиц в определенном направлении, его напряжение или сила имеют одно и то же значение. Источниками постоянного тока могут выступать: аккумуляторы, батарейки или генераторы, где он выпрямляется за счет коллектора. Постоянный ток применяется часто, с ним работают: бытовые приборы, зарядные устройства, его применяют в двигателях и аккумуляторах.

Переменный ток.

Чаще всего используется переменный ток, по величине и направлению он постоянно изменяется, с равными промежутками времени. Переменный ток может быть однофазным и многофазным. Для выработки переменного тока используют генераторы. Он используется в: радио, телевидении, телефонии, широко применяется в промышленности.

Преобразование.

В розетках мы получаем переменный ток, но электрическим приборам необходим — постоянный.

Для преобразования одного вида в другой используются специальные выпрямители. Преобразование может происходить как из переменного в постоянный ток, так и наоборот.

Выработка тока.

Генератор постоянного и переменного тока.

Генератор превращает механическую энергию в электрическую энергию. Тот ток, который получается после такого процесса, бывает постоянным и переменным. Устройство генератора постоянного тока простое и понятное, оно состоит из неподвижного статора, имеющего вращающийся ротор, и оснащено дополнительной обмоткой. Благодаря движениям ротора происходит выработка электрического тока. За счет действий ротора, совершаемых в магнитном поле, генератор переменного тока дает энергию. Главное преимущество такого генератора, это быстрое вращение движущего элемента. Скорость ротора быстрее в сравнении с генератором переменного тока.

Синхронный и асинхронный генератор.

Генератор переменного тока разделяют на синхронный и асинхронный. Их отличие, это возможности, которые они предоставляют. Конструкция синхронного генератора намного сложнее, чем в асинхронном. Он производит ток более чистый, пусковые загрузки переносятся легко. Такие конструкции подключают к технике, которая переносит перепады напряжения не очень хорошо.

Что касается асинхронных генераторов, то конструкция намного проще, из-за этого они легко справляются с короткими замыканиями. Их часто используют для питания техники сварочного типа и электрических инструментов. Высокоточную технику к такому устройству подключать не нужно.

Однофазный и трехфазный генератор.

Во внимание обязательно стоит брать характеристику тока, который вырабатывается. Однофазный генератор работает на 220В, а вот трехфазный 380 В

Любой покупатель, должен это знать и при покупке такой конструкции обращать на это внимание. Однофазные модели можно встретить в бытовых нуждах, для такого назначения они используются часто. А вот трехфазные генераторы питают энергией большие объекты, здания, сооружения, деревня и поселки.

Какими должны быть розетки

Размеры розеток, их тип, материал, из которого они изготовлены, зависят в первую очередь от назначения розеток, токов и напряжений, на которые они рассчитаны. Устройства, работающие при постоянном напряжении, имеют полярные вилки. Поэтому и розетки для них должны быть полярными. Тогда даже неопытный пользователь не сможет перепутать, где «+» и «–».

Переменный ток в цепи представляет собой электрический поток заряженных частиц, направление и скорость которых периодически изменяется во времени по определенному закону.

Инструкция

Обратитесь к общему понятию переменного тока в электрической цепи, описанному в школьном учебнике. Там вы увидите, что переменный ток – это электрический ток, значение которого меняется по синусоидальному или косинусоидальному закону. Это означает, что величина силы тока в сети переменного тока изменяется по закону синуса или косинуса. Собственно говоря, это отвечает тому току, что течет в бытовой электрической сети. Однако синусоидальность тока не является общим определением переменного тока и не до конца объясняет природу его протекания.

Нарисуйте на листе бумаги график синусоиды. По данному графику видно, что значение самой функции, выражаемой силой тока в данном контексте, изменяется от положительного значения к отрицательному. Причем время, через которое происходит смена знака, всегда одно и то же. Это время называется периодом колебаний тока, а обратная ко времени величина – частотой переменного тока. Например, частота переменного тока бытовой сети составляет 50 Гц.

Обратите внимание на то, что обозначает смена знака функции физически. На самом деле, это означает лишь то, что в какой-то момент времени ток начинает течь в противоположную сторону

Причем, если закон изменения синусоидальный, то смена направления движения происходит не скачком, а с постепенным торможением. Отсюда и понятие переменного тока, и главное отличие его от постоянного, который всегда течет в одном и том же направлении и имеет постоянную величину. Как известно, направление тока задается направлением положительно заряженных частиц в цепи. Таким образом, в цепи переменного тока заряженные частицы через определенное время изменяют направление своего движения на противоположное.

Почему переменный ток опаснее постоянного

В войне токов, чтобы не потерпеть убытки и финансовый крах от внедрения и использования идей Теслы, Эдисон публично демонстрировал, как переменный ток убивает животных. Случай, когда какой-то американский гражданин погиб от удара переменным током, был очень подробно и широко освещен в прессе.

Для человека переменный ток в общем случае действительно опаснее постоянного. Хотя всегда нужно учитывать величину тока, его частоту, напряжение, сопротивление человека, которого бьет током. Рассмотрим эти нюансы:

  1. Переменный ток частотой 50 Герц в три-четыре раза опаснее для жизни, чем постоянный ток. Если частота тока более 1000 Герц, то он считается менее опасным.
  2. При напряжениях около 400-600 Вольт переменный и постоянный токи считаются одинаково опасными. При напряжении более 600 Вольт более опасен постоянный ток.
  3. Переменный ток в силу своей природы и частоты сильнее возбуждает нервы, стимулируя мышцы и сердце. Именно поэтому он несет большую опасность для жизни.

С каким бы током вы не работали, соблюдайте осторожность и будьте бдительны! Берегите себя и свои нервы, а также помните: сделать это эффективно поможет профессиональный студенческий сервис с лучшими экспертами. {SOURCE}

{SOURCE}

Преобразование

Понятно, что в розетках мы получаем переменный ток. Но часто для электрических приборов необходим постоянный вид. Для этой цели служат специальные выпрямители. Процесс состоит из следующих действий:

  • подключение моста с четырьмя диодами, имеющих необходимую мощность;
  • подключение фильтра или конденсатора на выход с моста;
  • подключение стабилизаторов напряжения для уменьшения пульсаций.

Преобразование может происходить как из переменного в постоянный ток, так и наоборот. Но последний случай будет реализовать значительно труднее. Потребуются инверторы, которые, помимо прочего, стоят совсем недешево.

15 симптомов рака, которые женщины чаще всего игнорируют Многие признаки рака похожи на симптомы других заболеваний или состояний, поэтому их часто игнорируют

Обращайте внимание на свое тело. Если вы замети

7 частей тела, которые не следует трогать руками Думайте о своем теле, как о храме: вы можете его использовать, но есть некоторые священные места, которые нельзя трогать руками. Исследования показыва.

Зачем нужен крошечный карман на джинсах? Все знают, что есть крошечный карман на джинсах, но мало кто задумывался, зачем он может быть нужен. Интересно, что первоначально он был местом для хр.

Эти 10 мелочей мужчина всегда замечает в женщине Думаете, ваш мужчина ничего не смыслит в женской психологии? Это не так. От взгляда любящего вас партнера не укроется ни единая мелочь. И вот 10 вещей.

9 знаменитых женщин, которые влюблялись в женщин Проявление интереса не к противоположному полу не является чем-то необычным. Вы вряд ли сможете удивить или потрясти кого-то, если признаетесь в том.

Топ-10 разорившихся звезд Оказывается, иногда даже самая громкая слава заканчивается провалом, как в случае с этими знаменитостями.

Чем обосновано разнообразие электротоков

У многих может возникнуть вполне обоснованный вопрос – зачем использовать такое разнообразие электротоков, если можно выбрать один и сделать его стандартным? Все дело в том, что не каждый вид электротока подходит для решения той или иной задачи.

В качестве примера приведем условия, при которых использовать постоянное напряжение будет не только не выгодно, ни и иногда невозможно:

  • задача передачи напряжения на расстояния проще реализовывается для переменного напряжения;
  • преобразовать постоянный электроток для разнородных электроцепей, у которых неопределенный уровень потребления, практически невозможно;
  • поддерживать необходимый уровень напряжения в цепях постоянного электротока значительно сложнее и дороже, чем переменного;
  • двигатели для переменного напряжения конструктивно проще и дешевле, чем для постоянного. В данном пункте необходимо заметить, что у таких двигателей (асинхронных) высокий уровень пускового тока, что не позволяет их использовать для решения определенных задач.

Теперь приведем примеры задач, где более целесообразно использовать постоянное напряжение:

  • чтобы изменить скорость вращения асинхронных двигателей требуется, изменить частоту питающей электросети, что требует сложного оборудования. Для двигателей, работающих от постоянного электротока, достаточно изменить напряжение питания. Именно поэтому в электротранспорте устанавливают именно их;
  • питание электронных схем, гальванического оборудования и многих других устройств также осуществляется постоянным электротоком;
  • постоянное напряжение значительно безопаснее для человека, чем переменное.

Исходя из перечисленных выше примеров, возникает необходимость в использовании различных видов напряжения.

{SOURCE}

Энергия и мощность в электротехнике

В электротехнике существуют еще и такие понятия, как энергия и мощность. связанные с законом Ома. Сама энергия существует в механической, тепловой, ядерной и электрической форме. В соответствии с законом сохранения энергии, ее невозможно уничтожить или создать. Она может лишь преобразовываться из одной формы в другую. Например, в аудиосистемах осуществляется преобразование электроэнергии в звук и теплоту.

Любые электрические приборы потребляют определенное количество энергии на протяжении установленного промежутка времени. Эта величина индивидуальна для каждого прибора и представляет собой мощность, то есть объем энергии, который может потребить тот или иной прибор. Этот параметр вычисляется по формуле P=IxU. единицей измерения служит ватт. Он означает перемещение одного ампера одним вольтом через сопротивление в один ом.

Таким образом, основы электротехники для начинающих помогут на первых порах разобраться с основными понятиями и терминами. После этого будет значительно легче использовать полученные знания на практике.

Что такое электрический ток?

Электрическим током называют постоянную или переменную величину, которая возникает на основе направленного или упорядоченного движения, создаваемого заряженными частицами — в металлах это электроны, в электролите — ионы, а в газе — и те, и другие. Иными словами, говорят, что электрический ток «течет» по проводам.

Таблица величин

Некоторые ошибочно полагают, что каждый заряженный электрон двигается по проводнику от источника до потребителя. Это не так. Он лишь передает заряд на соседние электроны, сам оставаясь на месте. Т.е. его движение хаотично, но микроскопично. Ну а уже сам заряд, двигаясь по проводнику, достигает потребителя.

Электрический ток имеет такие параметры измерения, как: напряжение, т.е. его величина, измеряющаяся в вольтах (В) и сила тока, которая измеряется в амперах (А)

Что очень важно, при трансформации, т.е. уменьшении или увеличении при помощи специальных устройств, одна величина воздействует на другую обратно пропорционально

Это значит, что уменьшив напряжение посредством обычного трансформатора, добиваются увеличения силы тока и наоборот.

История

Компания Томаса Эдисона, которая называлась «Эдисон Электрик Лайт», была основана в конце 70-х годов XIX века. Тогда, во времена свечей, керосиновых ламп и газового освещения лампы накаливания, выпускаемые Эдисоном, могли работать непрерывно 12 часов. И хотя сейчас этого может показаться до смешного мало — это был настоящий прорыв. Но уже в 1880-е годы компания смогла не только запатентовать производство и передачу постоянного тока по трехпроводной системе (это были «ноль», «+110 В» и «-110 В»), но и представить лампу накаливания с ресурсом в 1200 часов.

Никола Тесла

Именно тогда и родилась фраза Томаса Эдисона, которая впоследствии стала известна всему миру, — «Мы сделаем электрическое освещение настолько дешевым, что только богачи будут жечь свечи».

Ну а уже к 1887-му в Соединенных Штатах успешно функционирует больше 100 электростанций, которые вырабатывают постоянный ток и где используется для передачи именно трехпроводная система, которая применяется в целях хотя бы небольшого снижения потерь электроэнергии.

А вот ученый в области физики и математики Джордж Вестингауз после ознакомления с патентом Эдисона нашел одну очень неприятную деталь — это была огромная потеря энергии при передаче. В то время уже существовали генераторы переменного тока, которые не пользовались популярностью по причине оборудования, которое бы на подобной энергии работало. В то время талантливый инженер Никола Тесла еще работал у Эдисона в компании, но однажды, когда ему было в очередной раз отказано в повышении зарплаты, Тесла не выдерживал и ушел работать к конкуренту, которым являлся Вестингауз. На новом месте Никола (в 1988 году) создает первый прибор учета электроэнергии.

Именно с этого момента и начинается та самая «война токов».

Графические изображения

Благодаря применению графического метода, можно получить наглядное представление динамических изменений различных величин. Ниже приведен график изменения напряжения с течением времени для гальванического элемента 3336Л (4,5 В).

Горизонтальная ось отображает время, вертикальная – напряжение

Как видим, график представляет собой прямую линию, то есть напряжение источника остается неизменным.

Теперь приведем график динамики изменения напряжения в течение одного цикла (полного оборота рамки) работы генератора,.

Горизонтальная ось отображает угол поворота в градусах, вертикальная — величину ЭДС (напряжение)

Для наглядности покажем начальное положение рамки в генераторе, соответствующее начальной точке отчета на графике (0°)

Начальное положение рамки

Обозначения:

  • 1 – полюса магнита S и N;
  • 2 – рамка;
  • 3 – направление вращения рамки;
  • 4 – магнитное поле.

Теперь посмотрим, как будет изменяться ЭДС в процессе одного цикла вращения рамки. В начальном положении ЭДС будет нулевым. В процессе вращения эта величина начнет плавно возрастать, достигнув максимума в момент, когда рамка будет под углом 90°. Дальнейшее вращение рамки приведет к снижению ЭДС, достигнув минимума в момент поворота на 180°.

Продолжая процесс, можно увидеть, как электродвижущая сила меняет направление. Характер изменений поменявшей направление ЭДС будет таким же. То есть она начнет плавно возрастать, достигнув пика в точке, соответствующей повороту на 270°, после чего будет снижаться, пока рамка не завершит полный цикл вращения (360°).

Если график продолжить на несколько циклов вращения, мы увидим характерную для переменного электротока синусоиду. Ее период будет соответствовать одному обороту рамки, а амплитуда – максимальной величине ЭДС (прямой и обратной).

Теперь перейдем к еще одной важной характеристике переменного электротока – частоте. Для ее обозначения принята латинская буква «f», а единица ее измерения – герц (Гц)

Этот параметр отображает количество полных циклов (периодов) изменения ЭДС в течение одной секунды.

Определяется частота по формуле: . Параметр «Т» отображает время одного полного цикла (периода), измеряется в секундах. Соответственно, зная частоту, несложно определить время периода. Например, в быту используется электроток с частотой 50 Гц, следовательно, время его периода будет две сотых секунды (1/50=0,02).

Сварка с применением постоянного тока

Сварочные аппараты на постоянке поддерживает 2 режима работы — процесс соединения с прямой и обратной полярностью. Пользуясь такими установками необходимо регулярно следить за их режимом работы, так как одни металлы схватываются на прямой, а другие на обратной полярности.

Наиболее широко применяется прямая полярность. Сварной кратер получается глубоким и узким. Подача тепла уменьшается, скорость прохода увеличивается. Применяется для нарезки металла, имеет стабильную дугу, в результате образуется качественное соединение. Используется во время работы со сталью, толщиной от 4 мм. Большинство материалов свариваются именно на прямой полярности.

Обратная полярность применяется для соединения тонких металлов средней толщины. Электросварочный шов не глубокий, но достаточно широкий. При этой полярности нельзя пользоваться электродами, которые чувствительны к перегреву.

Основными достоинствами сварки с постоянным напряжением является:

  1. Отсутствие брызг расплавленного металла.
  2. Устойчивость дуги электрического тока.

Источники ЭДС

Источники электротока любого рода бывают двух видов:

  • первичные, с их помощью происходит генерация электроэнергии путем превращения механической, солнечной, тепловой, химической или другой энергии в электрическую;
  • вторичные, они не генерируют электроэнергию, а преобразуют ее, например, из переменной в постоянную или наоборот.

Единственным первичным источником переменного электротока является генератор, упрощенная схема такого устройства показана на рисунке.

Упрощенное изображение конструкции генератора

Обозначения:

  • 1 – направление вращения;
  • 2 – магнит с полюсами S и N;
  • 3 – магнитное поле;
  • 4 – проволочная рамка;
  • 5 – ЭДС;
  • 6 – кольцевые контакты;
  • 7 – токосъемники.

Чем постоянный ток отличается от переменного и каков его путь от источника до потребителя?

Итак, переменным называют ток, способный меняться по направлению и величине в течение определенного времени

Параметры, на которые при этом обращают внимание, это частота и напряжение. В России в бытовых электрических сетях подают переменный ток, имеющий напряжение 220 В и частоту 50 Гц

Частота переменного тока — это количество изменений направления частиц определенного заряда за секунду. Получается, что при 50 Гц он меняет свое направление пятьдесят раз, в чем постоянный ток отличается от переменного.

Его источником являются розетки, к которым подключают бытовые приборы под различным напряжением.

Переменный ток начинает свое движение от электрических станций, где имеются мощные генераторы, откуда он выходит с напряжением от 220 до 330 кВ. Далее переходит в трансформаторные подстанции, которые находятся вблизи домов, предприятий и остальных конструкций.

В подстанции ток попадает под напряжением 10 кВ. Там он преобразовывается в трехфазное напряжение 380 В. Иногда с таким показателем ток переходит непосредственно на объекты (где организовано мощное производство). Но в основном его снижают до привычных во всех домах 220 В.

Отличия электродов постоянного тока и переменного

Электроды условно не различаются. Но постоянный поток энергии не подходит для соединения переменным током. Электросварочные материалы, которые рассчитаны для переменки, успешно применяются и для электросварки с помощью постоянного электричества. Образующиеся электроды эксперты называют универсальными.

Универсальные электроды характеризуются:

  • Хорошей и стабильной дугой, которая даже повторно легко зажигается.
  • Объемной выработкой работы.
  • Высокой рентабельностью.
  • Небольшой степенью разбрызгивания.
  • Хорошим отделением примесей.
  • Возможностью доброкачественно сварить загрязненные, окисленные, ржавые и влажные материалы.
  • Простейшими требованиями к устройству и работнику.

Особенностью универсальных электросварочных электродов является, возможность изготавливать соединение металлических изделий, даже если присутствует большое расстояние между частями металлов. Они отлично подходят для электросварки коротких швов и точечного прихвата.

Сравнивая сварку на постоянном и переменном напряжении, преимуществ больше у аппаратов с постоянным потоком энергии. Экономятся сварные материалы, так как разбрызгивание минимальное. Постоянку просто и легко использовать в работе, применяется для тонкостенных изделий. Воздействие погодных условий не влияет на устойчивость дуги, обеспечивая высокую производительность. Все участки на сооружении провариваются, в итоге специалист получает качественный и аккуратный рубец.

Устройство с переменкой обеспечивает хорошее качество соединения, простоту и удобство сварочного процесса. Оборудование, которое работает на данном виде напряжения стоит намного дешевле.

Основным различием переменного и постоянного электричества является то, что на электрод во время работы подается ток или переменно с частотой 50 Гц или постоянно. В конструкции сварочного аппарата постоянного потока есть выпрямители в виде диодов, которые выпрямляют электричество на выходе и создают знакопостоянное пульсирующее значение. Современные полупроводниковые выпрямители гарантируют высокую результативность и высокий показатель полезного действия. Следовательно, более качественная сварка получится с применением постоянного потока. Как показала практика, электроды переменки — прошлый век.

Сварочный ток — самый главный параметр, от которого зависит качественное соединение. Подбирать диаметр электрода необходимо с учетом толщины металла. И отталкиваясь от его диаметра, выставляется электричество. Эту информацию можно найти на упаковке. Точных и конкретных настроек напряжения нет — каждый мастер ориентируется на свои чувства и выставляет нужный параметр напряжения.

В специальных магазинах очень широкий выбор электродов для дуговой электросварки

Покупая, обращайте внимание на качество продукции и наличие лицензии

Основные токовые величины

При возникновении в цепи электрического тока, происходит постоянный перенос заряда через поперечное сечение проводника. Величина заряда, перенесенная за определенную единицу времени, называется силой тока. измеряемой в амперах .

Для того чтобы создать и поддерживать движение заряженных частиц, необходимо воздействие силы, приложенной к ним в определенном направлении. В случае прекращения такого действия, прекращается и течение электрического тока. Такая сила получила название электрического поля, еще она известна как напряженность электрического поля. Именно она вызывает разность потенциалов или напряжение на концах проводника и дает толчок движению заряженных частиц. Для измерения этой величины применяется специальная единица – вольт. Существует определенная зависимость между основными величинами, отраженная в законе Ома, который будет рассмотрен подробно.

Важнейшей характеристикой проводника, непосредственно связанной с электрическим током, является сопротивление. измеряемое в омах. Данная величина является своеобразным противодействием проводника течению в нем электрического тока. В результате воздействия сопротивления происходит нагрев проводника. С увеличением длины проводника и уменьшением его сечения, значение сопротивления увеличивается. Величина в 1 Ом возникает, когда разность потенциалов в проводнике составляет 1 В, а сила тока – 1 А.

Данный закон относится к основным положениям и понятиям электротехники. Он наиболее точно отражает зависимость между такими величинами, как сила тока, напряжение, сопротивление и мощность. Определения этих величин уже были рассмотрены, теперь нужно установить степень их взаимодействия и влияния друг на друга.

Для того чтобы вычислить ту или иную величину, необходимо воспользоваться следующими формулами:

  1. Сила тока: I = U/R (ампер).
  2. Напряжение: U = I x R (вольт).
  3. Сопротивление: R = U/I (ом).

Зависимость этих величин, для лучшего понимания сути процессов, часто сравнивается с гидравлическими характеристиками. Например, внизу бака, наполненного водой, устанавливается клапан с примыкающей к нему трубой. При открытии клапана вода начинает течь, поскольку существует разница между высоким давлением в начале трубы и низким – на ее конце. Точно такая же ситуация возникает на концах проводника в виде разности потенциалов – напряжения, под действием которого электроны двигаются по проводнику. Таким образом, по аналогии, напряжение представляет собой своеобразное электрическое давление.

Силу тока можно сравнить с расходом воды, то есть ее количеством, протекающим через сечение трубы за установленный период времени. При уменьшении диаметра трубы уменьшится и поток воды в связи с увеличением сопротивления. Этот ограниченный поток можно сравнить с электрическим сопротивлением проводника, удерживающим поток электронов в определенных рамках. Взаимодействие тока, напряжения и сопротивления аналогично гидравлическим характеристикам: с изменением одного параметра, происходит изменение всех остальных.

Основные отличия между электрическими машинами постоянного и переменного тока

Электродвигатели постоянного тока используют графитовые щетки и коллекторный узел для смены направления тока и, соответственно, полярности магнитного поля во вращающемся роторе. Именно это взаимодействие между вращающимся ротором и неподвижным постоянным магнитным полем статора и приводит машину в движение.

По данным от maxon motors, электрические машины постоянного тока имеют ограничения по времени эксплуатации коллекторно-щеточного, срок службы которого составляет в среднем 1000 – 1500 часов. При перегрузке срок службы составляет менее 100 часов, а при нормальных (номинальных) условиях эксплуатации может достигать и 15 000 часов. Скорость вращения таких машин ограничена процессами коммутации в коллекторно-щеточном узле и не превышает 10 000 об/мин.

Электрические машины постоянного напряжения имеют хорошую надежность и легкую управляемость, но страдают довольно приличными потерями. КПД снижается из-за сопротивления в обмотках, вихревых токов, потерь в щеточно-коллекторном узле.

Асинхронные электродвигатели используют другой принцип – на катушки статора подается переменное напряжение, которое создает вращающееся магнитное поле, а магнитное поле ротора индуцируется магнитным полем статора. Таким образом получается, что ротор как – бы пытается «догнать статор» . Еще одним видом машин переменного напряжения являются синхронные электродвигатели. Они используют немного другой принцип работы – катушки статора все так же запитываются переменным напряжением, а в ротор через контактные кольца подается постоянный ток (или используют постоянные магниты). Таким образом, магнитные поля статора и ротора сцепляются и машина вращается. Синхронный электродвигатель имеет жесткую механическую характеристику и скорость вращения ротора соответствующую скорости вращения магнитного поля статора в отличии от асинхронных машин, в которых присутствует скольжение (разница между скоростью вращения магнитного поля статора и реальной скоростью ротора).

Электродвигатели переменного тока предназначены для работы с определенной точкой на механической характеристике. Эта точка соответствует максимальной производительности двигателя. При работе в другой точке механической характеристики КПД машины резко снизится. Асинхронные электродвигатели переменного тока потребляют дополнительную энергию для создания магнитного поля путем индукции тока в роторе. Следовательно, двигатели переменного тока менее эффективны, чем двигатели постоянного тока. Фактически, машина постоянного тока на 30% эффективнее машины переменного тока из-за того.

Читать «Двустороннее движение электричества. Тесла. Переменный ток» — Коллектив авторов — Страница 1

Marcos Jaen Sanchez

Наука. Величайшие теории: выпуск 36: Двустороннее движение электричества. Тесла. Переменный ток

Пер. с исп. — М.: Де Агостини, 2015. — 176 с.

ISSN 2409-0069

Еженедельное издание

© Marcos Jaen Sanchez, 2013 (текст)

© RBA Collecionables S.A., 2013

© ООО “Де Агостини”, 2014 2015

Введение

Образ Николы Теслы, изобретателя сербского происхождения, можно назвать воплощением трагического мифа о борце за правду, в одиночку противостоящем сказочным чудовищам. Это архетип героя, который восстал против богов во благо человечества и впоследствии был уничтожен и вычеркнут из памяти людей за свою смелость. Легендарность его личности также дополняется перечнем приписываемых ему «странностей», а бунтарский дух Теслы является этическим идеалом исследователя. Первые лучи его гениальности озарили мир в конце XIX века, во время второй промышленной революции — в период господства промышленных магнатов и банкиров, заложивших основы капитализма. Свет этого гения становился все более ярким по мере того, как электричество брало верх над паровыми машинами, и не гас до тех пор, пока оно не превратилось в главную движущую силу современного мира.

Процесс внедрения электричества в промышленность стал примером взаимодействия таких неразрывно связанных понятий, как наука и технологии. Фундаментальные исследования электричества шли рука об руку с поисками практических решений по генерированию, хранению и транспортировке электроэнергии. Тесла появился тогда, когда феномен электричества был еще внове; но очень скоро ученый продемонстрировал удивительную интуицию, ясно осознав возможности исследований в данной области. В Соединенных Штатах Америки, ставших для изобретателя второй родиной, только утихали кровавые бои гражданской войны, в то время как молодой Тесла заканчивал обучение в Европе и готовил свои первые проекты — незрелые, но свидетельствующие о незаурядном даровании. Совмещая деятельность ученого и инженера, этот человек был типичным представителем своей эпохи.

Хотя улицы некоторых городов уже озарились электрическим светом, были запущены первые трамваи и освещены роскошные особняки, все же, по сути, потенциал электричества пока оставался нераскрытым. Первые электрические аппараты работали на постоянном токе (ПТ): он всегда движется в одном направлении, а его напряжение постоянно во времени. Но данная система оказалась недостаточной для питания больших сетей, призванных удовлетворить промышленность, желающую расти согласно актуальному на тот момент ритму времени. Несмотря на ограничения, связанные с постоянным током, главным его ценителем был сам Томас Альва Эдисон. Он инвестировал миллионы долларов в установки постоянного тока, уверенный в том, что его лампочки, представлявшие собой эволюционировавшую модель лампы накаливания Джозефа Уилсона Суона 1878 года, не будут работать при других условиях. Несмотря на это, некоторые инженеры и предприниматели, в том числе Джордж Вестингауз, уже догадывались о возможностях переменного тока и работали над их реализацией, хотя похвастаться им было нечем — эффективный двигатель переменного тока пока не изобрели. Величина и направление переменного тока циклично изменяются в зависимости от периодической функции времени. Из-за своей переменной природы такой ток требует наличия эффективной сети распределения энергии.

На этом перекрестке эпох никому не известный эмигрант из Европы прибыл в США, имея в кармане лишь несколько центов и смятые бумаги с описанием идей. Будучи еще в Европе, молодой человек в порыве вдохновения раскрыл принцип вращающегося магнитного поля, который помог ему разработать очень простой и эффективный асинхронный электродвигатель. Таким образом «волшебник» Никола Тесла раскрыл тайну единственной возможности массового развития электричества — переменного тока. С помощью Вестингауза он разработал электрическую сеть в том виде, в каком мы ее знаем сегодня, в то время как другой великий изобретатель — Эдисон — уже планировал жестокое и бесчестное сражение, известное как «война токов».

Несомненный успех переменного тока превратил Теслу в пророка, но лишь немногие знали о жертвах, которые он принес во имя дальнейшего развития. Король в лаборатории, он был дилетантом в финансовых делах. Тесла настолько слепо верил своим догадкам, что не сомневался: будущее даст ему все, что требуется. Однако, возможно по причине такой слепой веры, ошибки в финансовых делах обернулись для него огромными потерями.

Периодом триумфа Теслы стало последнее десятилетие XIX века, когда он мог пользоваться своей славой для развития новых технологий, раздвигающих границы науки. Речь идет об электромагнитных волнах, существование которых было доказано Генрихом Рудольфом Герцем в 1887 году согласно теории Джеймса Клерка Максвелла. Это была эпоха небывалой активности, самая продуктивная и незабываемая в жизни Теслы: именно тогда появились проекты, настолько опережавшие свое время, что современники не всегда могли понять их, так же как, возможно, не мог до конца понять их и сам Тесла. Но кроме того это была эпоха растрат. Не слушая мудрых советов друзей, интенсивно работая одновременно во многих направлениях, изобретатель не имел достаточно времени, чтобы закончить свои исследования и задокументировать их, не говоря уже о получении патентов. В последующие годы это поразительное число достижений позволило сделать много открытий и способствовало развитию только зарождавшихся направлений науки. При этом очень часто вся выгода доставалась кому-то другому. Даже сегодня мы обращаемся к работам Теслы того периода, когда занимаемся поисками происхождения тех или иных базовых принципов или открытий в науке и технологии, кажущихся, бесспорно, современными.

Эксперименты, которые Тесла ставил в ту благословенную эпоху, были опасны и не могли проводиться в больших городах. Изобретателю пришлось продолжать свои работы в легендарном убежище в Колорадо-Спрингс, расположенном у подножья Скалистых гор. Там он специально построил станцию и в течение нескольких месяцев проводил серию очень важных опытов, впервые для него — детально документированных. В тот период Тесла сделал фундаментальные открытия: например, стационарные электромагнитные волны Земли. В конце концов изобретатель созрел для того, чтобы совершить самый решительный карьерный скачок и попытаться воплотить идею всей своей жизни. Он решил создать общемировую систему беспроводной передачи информации и электроэнергии. Данный проект должен был принести ему славу, во много раз большую, чем слава человека, открывшего возможности переменного тока.

В поисках необходимых средств Тесла склонил на свою сторону, иногда не гнушаясь и обманом, главных финансовых деятелей Северной Америки. Его заявления и статьи, посвященные проекту, шокируют современного читателя. В них описаны, с использованием языка того времени, базовые понятия, являющиеся частью повседневной жизни современного общества — мира коммуникаций, основанного на использовании мобильных телефонов, интернета, систем геолокации, Wi-Fi, Bluetooth… Невозможно не удивиться, читая пророческие слова Теслы, написанные еще до окончания XIX века: «В будущем газеты будут печататься в домах без проводов в течение одной ночи».

На заре XX века Тесла прилагал все возможные усилия, чтобы мир его мечты стал реальностью. Он был уверен, что достигнет этого в течение нескольких месяцев. При финансовой поддержке банкира Джона Пирпонта Моргана (1837-1913) изобретатель построил на Лонг-Айленде первую станцию беспроводной передачи, названную Ворденклиф. Башня Ворденклиф стала символом ее создателя. Хотя Тесла занимался теоретической и практической разработкой установок по радиопередаче с 1893 года, весь мир в этом плане удивил Маркони, отправив на стыке веков беспроводные сигналы через Атлантику. Морган рассчитывал, что амбициозный проект его «сотрудника» по строительству башни сможет затмить подвиг итальянца. Проблема заключалась в том, что Тесла плохо себе представлял, какую цель он преследует; Морган не знал, что Ворденклиф будет не только станцией радиопередач, но и первой в мире станцией по эффективной беспроводной передаче электричества с использованием электромагнитного резонанса Земли. Могли ли промышленные магнаты допустить переход к новому миру коммуникаций, свободной информации и дешевой энергии?

Этот месяц в истории физики

Май 1888: Тесла Патенты «Электрическая передача энергии»


Никола Тесла



Электроэнергия — это аспект современной жизни, который большинство из нас принимает за предоставляется. И хотя широкая общественность связывает Томаса Эдисона с его изобретением и разработкой процессов передачи, методы, используемые сегодня, во многом являются результатом усилий Николы Тесла.

Тесла родился в июле 1856 года в Смиляне, Лика, область Хорватии, в семье сербского православного священника.Он учился в Политехническом институте в Грааце, Австрия, и в Пражском университете, первоначально намереваясь специализироваться на физике и математике, вопреки желанию его семьи, чтобы он последовал за своим отцом в церковной карьере. Но вскоре он увлекся электричеством и начал свою карьеру в качестве инженера-электрика в венгерской телефонной компании в 1881 году, где он впервые разработал концепцию асинхронного двигателя.

В феврале 1882 года он открыл действие вращающегося магнитного поля, которое нашло широкое применение в электрических устройствах, использующих переменный ток.

Он проработал некоторое время в компании Continental Edison в Париже, занимаясь разработкой динамо-машин, а в 1883 году построил прототип асинхронного двигателя и успешно запустил его.

В следующем году он приехал в США и устроился на работу в лабораторию Томаса Эдисона, но двое мужчин быстро оказались в разногласиях между постоянным током (DC) и переменным током (AC). Эдисон поддерживал постоянный ток, который непрерывно течет в одном направлении, тогда как переменный ток обычно меняет направление 50 или 60 раз в секунду.С помощью трансформатора можно повышать напряжение переменного тока и соответственно понижать ток, чтобы минимизировать резистивные тепловые потери в линиях передачи на большие расстояния. В системе постоянного тока потери в линии требовали дополнительных электростанций с интервалом в две мили.

Тесла разработала многофазные системы переменного тока для генераторов, двигателей и трансформаторов, в итоге получив 40 основных патентов США. Их купил Джордж Вестингауз, который был полон решимости снабдить Америку системой Tesla, которая в конечном итоге завоевала признание как передовая технология и стала стандартной силой в 20-м веке.

После получения патента на электрическую передачу энергии в мае 1888 года, Тесла впоследствии продемонстрировал электричество переменного тока на Всемирной Колумбийской выставке в Чикаго в 1893 году. Затем он спроектировал первую гидроэлектростанцию ​​в Ниагарском водопаде в 1895 году, воплотив свою мечту всей его жизни. .

В 1899 году он построил экспериментальную станцию ​​в Колорадо-Спрингс для экспериментов с высоковольтным, высокочастотным электричеством и другими явлениями, где он генерировал и отправлял беспроводные волны без проводов на многие мили.Здесь же он сделал то, что считал своим самым важным открытием: земные стационарные волны . Он доказал, что Землю можно использовать в качестве проводника и что она будет реагировать, как камертон, на электрические колебания определенной частоты.

Тесла изобрел катушку Тесла в 1891 году, которая сегодня широко используется в радио, телевизорах и другом электронном оборудовании. При финансовой поддержке Дж. Пирпонта Моргана он построил лабораторию Уорденклифф и ее знаменитую передающую башню в Шорхэме, Лонг-Айленд, между 1901 и 1905 годами, высотой 187 футов и увенчанной 68-футовым куполом.Он задумывался как первая система вещания, передающая как сигналы, так и мощность без проводов в любую точку земного шара. Увеличительный передатчик — самая большая из когда-либо построенных катушек Тесла — был способен генерировать 300 000 ватт энергии и, как сообщается, мог произвести разряд молнии длиной 130 футов. Но Тесла поссорился с Морганом до того, как башня была завершена, и недостроенное здание было снесено в 1917 году.

Среди других открытий Тесла были флуоресцентный свет, безлопастная турбина, беспроводная связь, беспроводная передача электроэнергии и дистанционное управление.Тем не менее, даже сегодня большинство книг по истории приписывают изобретение радио Гульельмо Маркони, а многие электроэнергетические компании по-прежнему называют «компанией Эдисона», даже несмотря на то, что они используют систему переменного тока Tesla — Westinghouse — упущения, которые стали причиной некоторых сторонников Tesla. чтобы окрестить его «забытым отцом технологий». Сам Тесла сказал о скептиках своего времени: «Настоящее принадлежит им. Будущее, ради которого я действительно работал, принадлежит мне».

Несмотря на все свои достижения (как спетые, так и невоспетые), Тесла был настоящим чудаком, и его странные привычки становились все более очевидными с возрастом.Он всегда носил белые перчатки и редко пожал руку из-за прогрессирующей фобии микробов. Он никогда не останавливался в гостиничном номере или на этаже, число которых делится на три, боялся жемчужных серег, которые носят женщины, и настаивал на большом количестве салфеток во время еды, которыми он тщательно полировал свое столовое серебро. В конце своей жизни он делал странные заявления о лучах смерти, которые могли заставить исчезнуть целые армии за секунды, и о связи с другими планетами.

Он умер практически без гроша 7 января 1943 года в отеле «Нью-Йоркер», где прожил последние десять лет своей жизни.Через девять месяцев после его смерти Верховный патентный суд США постановил, что Тесла, а не Маркони, следует считать отцом беспроводной передачи и радио, что является несколько запоздалой победой покойного изобретателя.

Дополнительная литература:

Маргарет Чейни, изд. Тесла: Человек вне времени. (Touchstone Books, Нью-Йорк, 2001).

Никола Тесла · Электрификация Америки · Создание современных США

Никола Тесла был американским инженером-электриком и изобретателем, который наиболее известен своим дизайном и влиянием на широкое распространение современной системы распределения электроэнергии переменного тока (переменного тока).Тесла родился в Австрийской империи в 1856 году. Интерес к электричеству возник у профессора в первые годы учебы в школе. Он получил степень по математике и физике в Технологическом университете Граца в Штирии, Австрия, и по философии в Пражском университете. Он переехал во Францию ​​в 1882 году, где позже нашел работу в компании Edison Continental, устанавливая электрические лампы по всему городу. Руководство признало сложные инженерные навыки Теслы и повысило его до дизайнера, где он будет помогать улучшать и разрабатывать большие электродвигатели для выработки электроэнергии. 3

Тесла переехал в Нью-Йорк в 1884 году, чтобы работать в Edison Machine Works, производственном подразделении компании Edison. Там Tesla помогает улучшать и проектировать многие новые изобретения, такие как дуговое освещение, которое чаще всего используется в уличных фонарях. Однако постоянный ток Эдисона вызывал проблемы из-за низкого напряжения и невозможности передачи на большие расстояния; тем самым ограничивая широкое распространение многих изобретений Тесла. По неясной причине, многие предполагают конфликты из-за заработной платы, Тесла покинул Edison Machine Works после шести месяцев работы. 4

Он основал Tesla Electric Light & Manufacturing вскоре после встречи с Робертом Лейном и Бенджамином Вейлом, которые оба согласились профинансировать патенты Tesla на новую систему дугового освещения. Раннее признание Теслы в качестве изобретателя стало очевидным с установкой усовершенствованного двигателя постоянного тока в Рахуэе, штат Нью-Джерси. Затем компания распустилась бы, чтобы устранить разногласия между взглядами Tesla на переменный ток и инвесторов. 5

В надежде получить финансовую поддержку Тесла встретился с представителем Western Union Альфредом Брауном и юристом Нью-Йорка Чарльзом Пеком.При поддержке Брауна и Пека Tesla успешно разработала асинхронный двигатель, работающий от переменного тока. Этот революционный двигатель не требовал постоянного обслуживания и ремонта, в отличие от аналогичных двигателей той эпохи. Браун и Пек начали безумную рекламу двигателя в СМИ, это привлекло внимание Джорджа Вестингауза, предпринимателя и инженера. Вестингауз хотел, чтобы экологичные двигатели Tesla помогли улучшить его систему распределения электроэнергии переменного тока. 6

Tesla и Westinghouse договорились о лицензионном соглашении, которое дало Westinghouse права на генератор переменного тока и асинхронный двигатель на склад и роялти.Затем он был нанят Westinghouse в качестве консультанта на полную ставку в Westinghouse Electric & Manufacturing Pittsburgh. Работы Теслы демонстрировались на Колумбийской выставке 1893 года в Чикаго. В сотрудничестве с Джорджем Вестингаузом они продемонстрировали эффект, который электрическое освещение окажет на мир, спонсировав выставку «Освещенный город». В конечном итоге Westinghouse выиграла тендер на обеспечение электроэнергией ярмарки. 5

Tesla катапультировалась на мировую арену после демонстрации надежности и безопасности переменного тока на Колумбийской выставке 1893 года в Чикаго.Пытаясь собрать энергию, вырабатываемую Ниагарским водопадом, Эдвард Д. Адамс попросил Тесла решить, какая система будет лучше всего производить электроэнергию на Ниагарском водопаде: системы постоянного или переменного тока. Тесла считал, что переменный ток лучше всего подходит для установки из-за его высокого напряжения и способности преодолевать большие расстояния. 1

Tesla продолжала создавать революционные инновации и изобретения, такие как беспроводные силовые электрические катушки, дистанционное радиоуправление и даже рентгеновские технологии.Многие из изобретений Tesla до сих пор популярны, включая систему распределения электроэнергии переменного тока, которая сегодня является стандартом для распределения электроэнергии. 3

Как работал Никола Тесла | HowStuffWorks

Эдисон подписал абонентов на электроэнергию для своей системы постоянного тока, проложив провода вдоль улиц Нью-Йорка и подключив их дома. Но Джордж Вестингауз уже работал над конкурирующей системой кондиционирования воздуха. Он увидел, что изобретения Теслы могут дать ему большое преимущество перед Эдисоном.

Tesla поняла, что переменный ток является более эффективным способом управления двигателями и освещением. Что еще более важно, переменный ток можно «усилить» с помощью катушек проводов. Посредством индукции низкое напряжение в одной катушке преобразовывалось в высокое напряжение в другой. Ток высокого напряжения может более эффективно проходить по проводам, а затем снижаться для использования в домашних условиях. Схемы Теслы были предшественниками трансформаторов, которые мы обычно видим на электрических столбах. Постоянный ток не может быть увеличен. Чтобы передать его на расстояние более нескольких миль, требовались все более толстые провода.

AC был известен еще до того, как Тесла начал свою работу. Но изобретатель разработал интегрированную систему генераторов, линий передачи, двигателей, освещения и других схем, которые сделали переменный ток реальной альтернативой постоянному току. В 1887 году Тесла подал на семь патентов, связанных с его изобретениями переменного тока. Они были награждены без успешного оспаривания. Westinghouse купил права на них в 1888 году.

DC еще не умер. Вестингауз и Эдисон погрузились в так называемую «Войну течений».«Идя в наступление, Эдисон утверждал, что переменный ток слишком опасен для использования публикой. Его точка зрения была подтверждена, когда знакомый Эдисона по имени Гарольд Браун договорился о том, чтобы генератор переменного тока Westinghouse обеспечивал ток для казни осужденного преступника. в 1890 г. [источник: PBS].

Но Вестингауз, вооруженный патентами Tesla, смог показать, что AC был гораздо более эффективной альтернативой. Решающая битва в Войне течений произошла на колоссальной Колумбийской выставке в Чикаго 1893 г. 94.Компания Westinghouse могла поставлять электроэнергию по гораздо меньшей цене, чем Эдисон. Он выиграл контракт и провел ярмарку по системе Tesla. Когда экспозиция открылась, загорелись тысячи ярких ламп, поразив посетителей ярмарки. Демонстрация развеяла опасения общественности по поводу переменного тока, и переменный ток стал стандартом для энергосистем.

Победа была достигнута благодаря реализации Теслой своей детской мечты: электростанции на Ниагарском водопаде. В 1890 году инвесторы сыграли большую ставку на переменный ток и гидроэлектроэнергию — технологии, которые еще не были проверены.Долгое, напряженное ожидание закончилось в 1896 году, когда генераторы, разработанные Теслой, начали подавать энергию в систему. В конце концов, они направили электричество в Нью-Йорк, осветив Бродвей. Когда во всем мире начали строить гидроэлектростанции, наступила эра электроэнергии.

Война токов закончилась, но Никола Тесла уже перешел к еще более дальновидным изобретениям.

Тесла против Эдисона: войны за электричество

Рождение соперничества

Никола Тесла, сербка, родился в 1856 году в небольшой деревне на территории современной Хорватии.Обладая блестящим умом, в возрасте 25 лет он устроился на свою первую работу инженером в Венгрии. Оттуда он переехал во Францию, где работал в дочерней компании Томаса Эдисона, который должен был стать его самым большим конкурентом. В 1883 году его огромный талант привел его в Соединенные Штаты , чтобы работать с самим Эдисоном .

Американец, на шесть лет старше его, уже был очень престижным изобретателем. Он всего лишь усовершенствовал и запатентовал лампочку . Эти два гения вскоре столкнулись.

В те годы электричество делало качественные и количественные успехи.Спрос рос, строились более крупные электростанции и требовалось передавать больше энергии на все большие расстояния. Огромному американскому Западу требовалось обеспечить энергией все более крупные города и отрасли промышленности.

Томас Эдисон выступал за постоянный ток, более дорогую и неэффективную систему из-за рассеивания части энергии в виде тепла. Никола Тесла, напротив, был сторонником переменного тока. Началась война.

Война токов

Тесла доказал, что постоянного тока Эдисона был более дорогим и неэффективным .Чем больше расстояние, тем больше энергии теряется по пути. Тесла представил свою собственную систему как усовершенствование: переменный ток.

Идея

Тесла означала, что электричество, вырабатываемое на электростанциях, может быть увеличено до высокого напряжения и передано на огромные расстояния без каких-либо потерь энергии. Когда он достигнет места назначения, будет легко и дешево использовать трансформаторы для его распределения при среднем и низком напряжении. Это система, используемая сегодня для доставки энергии от электростанции в ваш дом .

Соперничество между Теслой и Эдисоном было больше, чем битвой идей. Это была также финансовая война между компаниями. Томас Эдисон объединился с J.P. Morgan , самым могущественным банкиром США, чтобы электрифицировать всю страну постоянным током. Это было началом всемогущего General Electric. Никола Тесла создал Tesla Electric Company и стал партнером изобретателя и предпринимателя Джорджа Вестингауза-младшего .

Эдисон знал, что его система менее эффективна, но это означало бы потерю огромных сумм денег.Компания Tesla стала выигрывать все больше и больше контрактов, поскольку преимущества были очевидны. Но он столкнулся с серьезным препятствием: произошло несколько несчастных случаев со смертельным исходом с участием инженеров и операторов из-за высокого напряжения переменного тока. Сторона Эдисона использовала каждую смерть как предлог для дискредитации Теслы и его переменного тока с помощью нескольких широко читаемых газет.

Эти грязные дела включали публичные демонстрации в стиле цирка, когда сторонники Эдисона сначала подавали слабый постоянный ток на животное, оставляя его ошеломленным.Затем они применили переменный ток высокого напряжения и ударили током. Намерение было посеять панику о последствиях электрификации страны переменным током. Сам Эдисон дошел до написания алармистских статей, в которых описал переменный ток как «постоянную угрозу» для домов и людей.

Никола Тесла не был Богом, а Томас Эдисон не был дьяволом

«Требуется тысяча человек, чтобы изобрести телеграф, или паровой двигатель, или фонограф, или фотографию, или телефон, или любую другую важную вещь. … И последний человек получает признание, а мы забываем остальных.Он добавил свою маленькую лепту — это все, что он сделал. Эти наглядные уроки должны научить нас, что девяносто девять частей всего, что происходит от интеллекта, являются плагиатом, чистым и простым; и урок должен сделать нас скромными. Но ничто не может этого сделать »- Марк Твен

Овсянка — фантастический комикс, который я рекомендую вам взять за привычку читать. Однако даже самые великие люди могут сбиться с пути, и я с болью признаю, что The Oatmeal поступил так в отношении кого-то, кого я очень высоко ценю, а именно Николы Теслы.Увы, Oatmeal стал жертвой идолопоклонства Теслы, сбив с толку его гениальность в божественности и, конечно же, создав теперь уже слишком распространенное повествование «Эдисон как главный злодей Теслы».

В этом комиксе немало ошибок и заблуждений как о Тесле, так и об Эдисоне. Но это ошибки, которые я видел раньше, и они часто повторяются, поэтому, я думаю, стоит потратить время на то, чтобы исправить некоторые из серьезных.

Тесла не изобрел переменный ток и не был главной силой в войне токов

Давайте начнем с первого, о чем говорится в комиксе: «Во времена, когда большая часть мира все еще освещалась свечой, электрическая система, известная как переменный ток, и по сей день питает каждый дом на планете.Кого мы должны благодарить за это изобретение, которое привело человечество ко второй промышленной революции? Никола Тесла. «

Это просто неправильно. Переменный ток в принципе был разработан Майклом Фарадеем, а на практике — Ипполитом Пикси в начале 19 века. Практические устройства, использующие переменный ток в медицинском мире, были разработаны еще до рождения Tesla. Современники Теслы, работавшие на Джорджа Вестингауза, разработали практические методы распределения энергии переменного тока от электростанций до того, как Тесла пришел работать на Вестингауз.Сам Тесла фактически изучал использование переменного тока в колледже — у него была степень инженера-электрика. (Для тех, кто интересуется, вот красивый и краткий график развития переменного тока.)

Итак, помогла ли Tesla усовершенствовать AC? да. Сделал ли он какие-то ключевые инновации, которые сделали его еще более практичным? Абсолютно. В этом нет никаких сомнений. У него было интуитивное понимание электричества, чему я откровенно завидую. Он мог заставить его танцевать. Но был ли он необходим для внедрения переменного тока в качестве основного средства передачи электроэнергии? Почти наверняка нет.Джордж Вестингауз был человеком, который выиграл Войну течений в Соединенных Штатах, а в Европе AC выиграл войны почти до того, как они начались.

Большая часть того, что комикс Овсянка говорит об Эдисоне, правда. Да, Эдисон устраивал публичные демонстрации, на которых он казнил животных электрическим током, чтобы показать опасность переменного тока. Да, он изо всех сил боролся за свою веру в то, что постоянный ток — лучший способ передачи электричества. Он был не прав. Но вы знаете, что переменный ток на опаснее постоянного тока, если с ним не обращаться должным образом.[ Примечание автора: Замечание об относительной опасности переменного и постоянного тока было неправильным с моей стороны. Спасибо моим комментаторам за указание на это.] Имейте это в виду и подумайте над этим: могло ли быть так, что Эдисон не был «болваном» в словах Овсянки? Возможно ли — только возможно — что Эдисон искренне считал, что кондиционер опасен, и честно не думал, что его следует использовать? Очень редко в Интернете такая возможность даже рассматривается. Ведь каждому повествованию нужен злодей, верно?

И еще одна скорая вещь.Стоит отметить, что переменный ток превосходит постоянный, когда дело доходит до передачи электричества (хотя новые технологии меняют это). Но, как справедливо отмечает Алекс Уоллер в своей критике этого комикса о Tesla:

Ирония заключается в том, что компьютер, на котором автор нарисовал этот рисунок, работает от постоянного тока. Сотовый телефон автора также работает от источника постоянного тока. Фактически, если бы автор обошел их дом и посмотрел на все электронные устройства (кофеварка, микроволновая печь, часы, телевизор, ноутбук, стереосистема и т. Д.)), они заметили бы, что почти каждый из них требует преобразования переменного тока в постоянный, прежде чем его можно будет использовать. Это потому, что, хотя переменный ток действительно отлично подходит для передачи энергии на большие расстояния … это дерьмо для питания электроники. Так что, возможно, я мог бы предложить компромисс: если Тесла — отец электрической эры, то Эдисон — отец электронной эры.

Лампочки Edison Made Практичные

Фирменное изобретение Эдисона — электрическая лампочка.Конечно, Эдисон на самом деле не изобретал лампочку накаливания, на что сразу указывает комикс Овсянка, когда говорится: «Эдисон не изобретал лампочку, он усовершенствовал идеи 22 других людей, которые первыми изобрели лампочку. до него. Эдисон просто придумал, как продать лампочку ».

Но то, что говорит Овсянка, ошибочно. Прежде всего, я бы сказал, что почти каждое изобретение в области техники или науки — это усовершенствование того, что было раньше, например, усовершенствования Тесла для переменного тока.Вот что такое инновации. Это социальный процесс, происходящий в социальном контексте. Как однажды сказал Роберт Хайнлайн: «Когда придет время железных дорог, вы сможете заниматься железной дорогой — но не раньше». Другими словами, изобретения делаются в контексте научного и инженерного понимания. Люди двигаются вперед — одни быстрее, чем другие, — но, в конце концов, самый умный человек в мире не сможет изобрести лампочку, если для нее нет фундамента.

Во-вторых, в комиксе не ценится , почему Эдисон смог продать лампочки.Он смог продать их, потому что с помощью лота работы как самого себя, так и ученых и инженеров, которые работали на него, он смог разработать лампочку, которая была практичной . До Эдисона лампы накаливания были дорогими и имели тенденцию быстро перегорать. Эдисон исправил обе эти проблемы. И многие из тех, кто первым изобрел лампочку до Эдисона, например, Джозеф Свон, открыто восхищались решением Эдисона очень сложной инженерной проблемы.

Эдисон не помешал Тесле изобрести радар

Вероятно, одно из самых причудливых утверждений в комиксе «Овсянка» состоит в том, что Тесла разработал идею радара во время Первой мировой войны, но злой Томас Эдисон помешал этому.Это правда, что Томас Эдисон руководил Военно-морским консультативным советом во время Первой мировой войны, и это правда, что Тесла выдвинул идею использования радиоволн для отслеживания целей так, как это происходит с радаром. Верно и то, что военно-морской консалтинговый совет отклонил предложение Tesla.

И знаете что? Они были на все 100%, абсолютно правы. Ты знаешь почему? Потому что Тесла представил радар как средство слежения за подводными лодками, . Члены Военно-морского консультативного совета (я не могу найти документацию относительно непосредственного участия Эдисона) правильно отметили, что вода ослабляет радиоволны до такой степени, что они будут бесполезны для отслеживания подводных лодок.Так было во время Первой мировой войны, так и сегодня. Вот почему Консультационный совет военно-морского флота вместо этого выбрал гидролокатор. Так до сих пор отслеживаются подводные лодки. (Консультационный совет, однако, не продвинулся далеко. Британцы были далеко впереди, разработав прототип гидролокатора в 1916 году.)

Так Tesla изобрела радар , как утверждает The Oatmeal ? Неа. Он высказал идею, но так и не разработал прототип. Тем не менее, большая часть его работы стала основой для исследований радаров в 1930-х годах, но между работой Теслы и окончательной разработкой радара было проделано много работы.Тесла указал путь, но пришлось вырыть длинную дорогу из джунглей.

Да, и еще одно примечание о Консультационном совете ВМФ. В отличие от Теслы, который в последние годы своей жизни представил странам «лучи смерти» и другое оружие, Эдисон должен был работать с доской только для разработки защитных технологий. Так было на протяжении всего его существования. Эдисон однажды заметил: «Я горжусь тем, что никогда не изобретал оружия для убийства».

Этого Тесла не может сказать.

Тесла не был первым, кто открыл рентгеновские лучи

В ходе исследования этой статьи я удивился, узнав, что Tesla на самом деле не открывала рентгеновские лучи. Я был под впечатлением от него. Он играл с ними до Вильгельма Рентгена, это правда. Но с ними экспериментировали и другие исследователи. Однако только после Рентгена некоторые из них знали, с чем имеют дело (например, работа Ивана Пулюя предшествовала работе Теслы, но он не осознавал, что работает с рентгеновскими лучами, пока Рентген не опубликовал свою работу) .Oatmeal также правильно отмечает, что Tesla действительно идентифицировала опасности рентгеновских лучей и не особо с ними экспериментировала.

Это затем приводит к одной из самых предосудительных с моральной точки зрения частей комикса Овсянки, где он принимает трагическую смерть помощника Эдисона Кларенса Далли и инвалидность Эдисона как предлог, чтобы снова избить Эдисона. Вот что говорит овсянка:

Это одни из самых анахроничных и снисходительных вещей, которые я когда-либо читал. Пожалуйста, читатели, верните часы к началу 1900-х годов.Люди действительно не понимали, как работает радиация и насколько они опасны. Когда дело дошло до экспериментов Эдисона с рентгеновскими лучами, «испытания на людях» были проведены Эдисоном над самим собой и его помощником, который с готовностью вызвался. Еще не понимая радиации, они оба приняли чрезмерные дозы и пострадали из-за этого. Такова была судьба лота блестящих исследователей на заре радиации. Как, например, Мари и Пьер Кюри.

Более того, Эдисона преследовала смерть Далли до конца своих дней.Это его мучило. Пока Далли был жив и страдал, Эдисон держал его на зарплате и взял на себя все его расходы до дня его смерти. В начале 20-го века позвольте мне заверить вас, что удержание на заработной плате сотрудников, которые не могли работать, было , а не обычной практикой. Если бы он работал на большинство магнатов того времени, Далли, вероятно, закончил бы свои дни нищим на улице.

Наконец, и я не могу это подчеркнуть, работа, которую проделали Эдисон и Далли, привела к разработке рентгеновских лучей в том виде, в каком мы их знаем сегодня.Рентген в кабинете вашего врача? Он по-прежнему использует базовый дизайн Эдисона. Тесла отказался от медицинских экспериментов с рентгеновскими лучами. Эдисон провел это исследование. И он за это пострадал. Но при этом Эдисон изобрел устройство, которое спасло жизни и облегчило страдания миллионов человек. И хотя сам Эдисон перестал использовать рентгеновские лучи из-за страха, он сказал это в то время, когда его спросили.

«Я не хотел больше ничего знать о рентгеновских лучах. В руках опытных операторов они являются ценным дополнением к хирургии, поскольку они обнаруживают скрытые от глаз объекты и делают, например, операцию по поводу аппендицита почти надежной.Но они опасны, смертельно опасны в руках неопытных или даже в руках человека, который постоянно использует их для экспериментов ».

Он был прав.

Тесла не был Богом

Полоса Oatmeal продолжается оттуда, к счастью, уходя от бессмысленной критики Эдисона и обсуждения, вкратце, некоторых других достижений Tesla. Конечно, во время этой части он в основном уделяет внимание многим блестящим ученым и инженерам, которые разработали такие вещи, как беспроводная связь, дистанционное управление и другие вещи.Нельзя сказать, что Тесла не принимал участия во многих этих изобретениях — он его приложил! Но над ними работали и многие другие люди. Они основывались на первоначальной работе Теслы, усовершенствовали ее и разработали практические изобретения. Так работают наука и инженерия. Изобретатели, пришедшие после Теслы, основывались на трудах Теслы, точно так же, как Тесла опирался на работы Фарадея, Пиксии и многих других.

Комикс также делает, вероятно, ложное утверждение, что Тесла разработал практическое средство беспроводной передачи энергии.Он определенно утверждал, что может это сделать. Но нет никаких реальных доказательств того, что он это сделал. Тесла был так же склонен к самовозвеличиванию, как и все остальные. Особенно в его более поздние годы.

Более того, есть две вещи, которые Oatmeal не прокомментировал, и я думаю, что стоит упомянуть. Во-первых, Тесла утверждал, что наблюдал космические лучи, движущиеся быстрее скорости света. Они этого не делают. Он скептически относился к теории относительности, но его критика с тех пор оказалась необоснованной.

Позвольте мне закончить мыслью: Тесла не был игнорируемым богом-героем. Томас Эдисон не был дьяволом. Они оба были блестящими, волевыми людьми, которые помогли построить наш современный мир. Они оба совершали великие и ужасные поступки. Они оба были блестяще правы в одних вещах и столь же блестяще неправы в других. У них были слабости, причуды, страсти, недопонимания и моменты удивления.

Другими словами, они оба были людьми.

Обновление: The Oatmeal опубликовал ответ на эту статью, которую вы можете прочитать здесь.Для записи, я исправил опечатку use / used ДО того, как он опубликовал свой ответ, черт возьми!

Следуйте за мной в Twitter или Facebook. Прочтите мой блог Forbes здесь.

***

См. Также:

Девять опасностей, которым вас учили в школе

Китайские исследователи квантовой телепортации фотонов на расстояние более 60 миль

Европейские исследователи побили китайский рекорд квантовой телепортации

Пять личностей новаторов: кто вы?

Никола Тесла и Томас Эдисон: война токов и поиск истины

Никола Тесла и Томас Эдисон — два гиганта электротехники, чьи изобретения изменили историю.Но электричество между ними не секрет для мира.

Никола Тесла внес свой вклад в разработку электрической системы переменного тока (AC), которая широко используется сегодня, и вращающегося магнитного поля, которое является основой большинства механизмов переменного тока.

Никола Тесла родился 10 июля 1856 года. В 1884 году он приехал в США и некоторое время работал с Томасом Эдисоном, прежде чем их пути разошлись.

Эдисон, знаменитый изобретатель лампочки, фонографа и движущегося изображения, а также Тесла, чьи изобретения сделали возможным создание современных систем электроснабжения и массовой коммуникации, в 1880-х годах вели «Войну токов», из-за которой электрическая система будет питать мир.Электроэнергия постоянного тока Эдисона или система переменного тока Теслы.

Краткая история Николы Теслы и Томаса Эдисона

В 1884 году Тесла прибыл в Соединенные Штаты практически с одеждой и рекомендательным письмом к знаменитому изобретателю и бизнес-магнату Томасу Эдисону. Электрооборудование постоянного тока Эдисона быстро становилось национальным стандартом. Эдисон нанял Теслу, и вскоре они начали активно работать вместе, внося улучшения в изобретения Эдисона.

Однако несколько месяцев спустя Тесла и Эдисон расстались из-за противоречивых деловых и научных отношений, которые историки приписывали их невероятно разным личностям. В то время как Эдисон был влиятельной фигурой, сосредоточившейся на маркетинге и финансовом успехе, Тесла не был склонен к бизнесу и был несколько уязвим.

После расставания с Эдисоном в 1885 году Tesla получила финансирование для Tesla Electric Light Company. Его задача, по словам его инвесторов, заключалась в разработке улучшенного дугового освещения.После успешного завершения проекта Тесла был вынужден покинуть предприятие, и какое-то время ему приходилось работать ручным рабочим, чтобы выжить.

Его удача изменилась в 1887 году, когда он привлек общественный интерес к своей электрической системе переменного тока и финансированию своей новой компании Tesla Electric. К концу года Тесла успешно подал несколько патентов на свои изобретения на основе переменного тока.

Вот как складываются два соперничающих изобретателя:

1. Brilliance

Тесла обладал эйдетической памятью.Он мог очень точно вспоминать изображения и объекты, что позволяло ему точно визуализировать сложные трехмерные объекты, и поэтому он мог создавать рабочие прототипы, используя несколько предварительных чертежей.

Напротив, Эдисон был больше рисовальщиком и мастером по ремонту.

В итоге Эдисон владел 1093 патентами, а Тесла — менее 300 по всему миру. Конечно, у Эдисона была куча помощников, которые помогали ему разрабатывать изобретения, и он также купил некоторые из этих патентов.

2. Перспективное мышление

Эдисон развенчал систему передачи электроэнергии Тесла переменного тока, назвав ее «непрактичной», вместо этого продвигая свою более простую, но менее эффективную систему постоянного тока.

Напротив, идеи Tesla часто были более беспорядочными технологиями, которые не пользовались существующим рыночным спросом. Его двигатель переменного тока и гидроэлектростанция на Ниагарском водопаде — первая в своем роде станция — по-настоящему электрифицировали мир.

Тесла годами работал над системой, которая могла бы по беспроводной связи передавать голоса, изображения и движущиеся картинки. Его идеи сделали его футуристом. Позже он изобрел и запатентовал катушку Тесла, которая до сих пор используется в радио, телефонах, сотовых телефонах и телевидении.

3. Влияние

Неизменное наследие Эдисона является результатом его фабрик изобретений, где задачи и изобретения выполнялись легионами рабочих. Получив идею, Эдисон оставил большую часть экспериментов своим помощникам. Благодаря тому, что несколько патентов и изобретений разрабатывались параллельно, Эдисон обеспечил постоянное и изрядное финансирование своих помощников, чтобы они продолжали проводить эксперименты и разрабатывать новые конструкции.

Изобретения Теслы составляют основу современных систем электроснабжения и связи, но в конце 20 века он стал анонимным.Несмотря на свои многочисленные изобретения и патенты, он умер эксцентричным, обездоленным человеком в 1943 году.

Дальнейшая жизнь

Системы переменного тока Теслы в конечном итоге привлекли внимание американского инженера и бизнесмена Джорджа Вестингауза, который искал решение, которое могло бы обеспечить нацию долгосрочными продуктами. -дистанционная сила. Убежденный, что изобретения Теслы помогут ему в этом, он приобрел свои патенты за 60 000 долларов наличными и акциями в Westinghouse Corporation в 1888 году.

По мере роста общественного интереса к системе переменного тока Тесла и Вестингауз стали прямым конкурентом Томаса Эдисона , который намеревался продать свою систему постоянного тока народу.

Эдисон также развернул негативную кампанию в прессе, пытаясь подорвать интерес к источникам питания переменного тока. Все это время Тесла продолжал свою работу и за это время запатентовал еще несколько изобретений, в том числе «Катушку Тесла», которая заложила основу беспроводной технологии, которая до сих пор используется в радиотехнологиях.

К несчастью для Эдисона, корпорация Westinghouse была выбрана для поставки освещения на Всемирной Колумбийской выставке 1893 года в Чикаго, и Тесла провел там демонстрацию своей системы переменного тока.Два года спустя, в 1895 году, Тесла спроектировал одну из первых гидроэлектростанций переменного тока в Соединенных Штатах на Ниагарском водопаде. В следующем году он был использован для питания города Буффало, штат Нью-Йорк. Этот подвиг получил широкую огласку во всем мире.

Благодаря неоднократному успеху и благоприятной прессе, система переменного тока стала ведущей энергосистемой 20-го века и с тех пор остается мировым стандартом.

Позорное падение

Тесла стал одержим беспроводной передачей энергии.Примерно в 1900 году он начал работу над своим самым смелым проектом по созданию глобальной системы беспроводной связи, которая будет передаваться через большую электрическую вышку для обмена информацией и предоставления бесплатного электричества по всему миру.

При финансовой поддержке группы инвесторов, в которую входил финансовый гигант JP Morgan, в 1901 году Tesla всерьез начала работу над проектом, спроектировав и построив лабораторию с электростанцией и массивной передающей башней на территории Лонг-Айленда, штат Нью-Йорк. который стал известен как Wardenclyffe.

Однако инвесторы начали сомневаться в правдоподобности системы Теслы. Его соперник, Гульельмо Маркони — при финансовой поддержке Эндрю Карнеги и Томаса Эдисона — продолжал добиваться больших успехов в своих собственных радиотехнологиях, у Теслы не было другого выбора, кроме как отказаться от проекта.

Wardenclyffe

Персонал Wardenclyffe был уволен в 1906 году, а в 1915 году участок был изъят. Два года спустя Тесла объявил о банкротстве, и башню разобрали и продали на металлолом, чтобы вернуть накопленные долги.

Смерть и наследие

Тесла пережил нервный срыв и в конце концов вернулся к работе в первую очередь консультантом. Но со временем его идеи становились все более необычными и непрактичными. Он также становился все более эксцентричным и посвящал большую часть своего времени уходу за дикими голубями в парках Нью-Йорка.

Он даже привлек внимание ФБР своим рассказом о создании мощного «луча смерти», который также вызвал некоторый интерес со стороны Советского Союза во время Второй мировой войны.

Заинтересованы в общих знаниях и текущих делах? Щелкните здесь, чтобы быть в курсе событий и узнавать, что происходит во всем мире с нашими G.K. и раздел «Текущие события».

Чтобы получить дополнительную информацию о текущих событиях, отправьте свой запрос по почте на адрес [email protected]

Взлет и падение Николы Теслы и его башни | История

К концу своей блестящей и мучительной жизни сербский физик, инженер и изобретатель Никола Тесла был без гроша в кармане и жил в маленьком гостиничном номере в Нью-Йорке.Он проводил дни в парке в окружении самых важных для него существ — голубей — и бессонными ночами работал над математическими уравнениями и научными проблемами в своей голове. Эта привычка сбивала с толку ученых и ученых на протяжении десятилетий после его смерти в 1943 году. Его изобретения были разработаны и усовершенствованы в его воображении.

Тесла считал, что его ум не имеет себе равных, и он не боялся упрекать своих современников, таких как Томас Эдисон, который однажды нанял его. «Если бы Эдисону нужно было найти иголку в стоге сена, — написал однажды Тесла, — он бы сразу с усердием пчелы исследовал солому за соломинкой, пока не нашел объект своих поисков.Я был жалким свидетелем такого поступка, что небольшая теория и вычисления сэкономили бы ему девяносто процентов его труда ».

Но чего его современникам, возможно, не хватало в научном таланте (по оценке Теслы), такие люди, как Эдисон и Джордж Вестингауз, явно обладали одной чертой, которой не было у Теслы, — умом для бизнеса. А в последние дни позолоченного века Америки Никола Тесла предпринял драматическую попытку изменить будущее связи и передачи электроэнергии по всему миру.Ему удалось убедить Дж. П. Моргана в том, что он находится на грани прорыва, и финансист выделил Tesla более 150 000 долларов на финансирование строительства гигантской, футуристической и потрясающей башни в центре Лонг-Айленда, штат Нью-Йорк. В 1898 году, когда стало известно о планах Теслы по созданию всемирной системы беспроводной передачи данных, башня Ворденклиф стала для Теслы последним шансом претендовать на признание и богатство, которые всегда ускользали от него.

Никола Тесла родился в современной Хорватии в 1856 году; его отец, Милютин, был священником Сербской Православной Церкви.С раннего возраста он демонстрировал одержимость, которая озадачивала и забавляла окружающих. Он мог запоминать целые книги и хранить логарифмические таблицы в своем мозгу. Он легко овладел языками и мог работать днями и ночами, поспав всего несколько часов.

В возрасте 19 лет он изучал электротехнику в Политехническом институте в Граце в Австрии, где быстро зарекомендовал себя как звездный студент. Он оказался в постоянном споре с профессором по поводу предполагаемых конструктивных недостатков двигателей постоянного тока (DC), которые демонстрировались в классе.«Обращаясь к проблеме снова, я почти сожалел о том, что борьба скоро закончилась», — писал позже Тесла. «У меня было так много энергии. Когда я взялся за задачу, это было не так решительно, как часто делают мужчины. Для меня это был священный обет, вопрос жизни и смерти. Я знал, что погибну, если проиграю. Теперь я почувствовал, что битва выиграна. Решением было вернуться в глубокие тайники мозга, но я еще не мог дать ему внешнее выражение ».

Следующие шесть лет своей жизни он проведет «в размышлениях» об электромагнитных полях и гипотетическом двигателе, работающем от переменного тока, который будет и должен работать.Эти мысли захватывали его, и он не мог сосредоточиться на школьной работе. Профессора университета предупредили отца Теслы, что его убивают привычки работать и спать молодого ученого. Но вместо того, чтобы закончить учебу, Тесла увлекся азартными играми, потерял все деньги на обучение, бросил школу и пережил нервный срыв. Это не будет его последним.

В 1881 году Тесла переехал в Будапешт, оправившись от нервного срыва, и он гулял по парку с другом, читая стихи, когда к нему пришло видение.Там, в парке, Тесла нарисовал в грязи грубую диаграмму — двигатель, работающий по принципу вращающихся магнитных полей, создаваемых двумя или более переменными токами. Хотя электрификация переменного тока применялась и раньше, практического рабочего двигателя, работающего на переменном токе, никогда не было, пока он не изобрел свой асинхронный двигатель несколько лет спустя.

В июне 1884 года Тесла отплыл в Нью-Йорк и прибыл с четырьмя центами в кармане и рекомендательным письмом от Чарльза Бэтчелора, бывшего работодателя, Томасу Эдисону, в котором якобы говорилось: «Мой дорогой Эдисон, я знаю. два великих человека, и ты один из них.Другой — этот молодой человек! »

Была организована встреча, и как только Тесла описал свои инженерные работы, Эдисон, хотя и скептически отнесся к этому, нанял его. По словам Теслы, Эдисон предложил ему 50 000 долларов, если он сможет улучшить электростанции постоянного тока, которые предпочитал Эдисон. Через несколько месяцев Тесла сообщил американскому изобретателю, что он действительно улучшил двигатели Эдисона. Тесла отметил, что Эдисон отказался платить. «Когда ты станешь полноценным американцем, ты оценишь американскую шутку», — сказал ему Эдисон.

Tesla сразу же уволилась и принялась рыть канавы. Но вскоре стало известно, что в двигатель переменного тока Tesla стоит инвестировать, и компания Western Union поставила Tesla на работу в лаборатории недалеко от офиса Эдисона, где он разработал системы питания переменного тока, которые до сих пор используются во всем мире. . «Двигатели, которые я построил там, — сказал Тесла, — были именно такими, как я их себе представлял. Я не пытался улучшить дизайн, а просто воспроизводил изображения такими, какими они представлялись мне, и работа всегда была такой, как я ожидал.

Тесла запатентовал свои двигатели переменного тока и системы питания, которые считались самыми ценными изобретениями со времен телефона. Вскоре Джордж Вестингауз, осознав, что разработки Теслы могут быть именно тем, что ему нужно в его усилиях по избавлению от постоянного тока Эдисона, лицензировал свои патенты на 60 000 долларов в виде акций, наличных и лицензионных отчислений в зависимости от того, сколько электроэнергии может продать Westinghouse. В конце концов, он выиграл «Войну течений», но дорогой ценой в судебных процессах и конкуренции как для Westinghouse, так и для General Electric Company Эдисона.

Башня надзирателя. Фото: Википедия

Опасаясь разорения, Westinghouse умолял Tesla о выплате лицензионных отчислений, на которые согласился Westinghouse. «Ваше решение определяет судьбу компании Westinghouse», — сказал он. Тесла, благодарный человеку, который никогда не пытался его обмануть, разорвал лицензионный контракт, уйдя от уже причитающихся ему миллионов гонораров и миллиардов, которые должны были быть накоплены в будущем. Он был бы одним из самых богатых людей в мире — титаном позолоченного века.

Его работа с электричеством отражала только одну грань его плодородного ума. Перед началом 20-го века Тесла изобрел мощную катушку, способную генерировать высокие напряжения и частоты, что привело к появлению новых форм света, таких как неоновый и флуоресцентный, а также рентгеновских лучей. Тесла также обнаружил, что эти катушки, которые вскоре будут называться «Катушки Тесла», позволяют посылать и принимать радиосигналы. Он быстро подал заявку на американские патенты в 1897 году, победив итальянского изобретателя Гульельмо Маркони.

Тесла продолжил работу над своими идеями беспроводной передачи, когда он предложил Дж. П. Моргану свою идею беспроводного глобуса. После того, как Морган вложил 150 000 долларов в строительство гигантской передающей башни, Тесла незамедлительно нанял известного архитектора Стэнфорда Уайта из McKim, Mead and White в Нью-Йорке. Уайту тоже понравилась идея Теслы. В конце концов, Тесла был очень известным человеком, стоящим за успехом Вестингауза с переменным током, и когда Тесла говорил, он был убедителен.

«Как только он будет завершен, деловой человек из Нью-Йорка сможет диктовать инструкции, и они будут немедленно напечатаны в его офисе в Лондоне или в другом месте», — сказал тогда Тесла.«Он сможет позвонить со своего рабочего места и поговорить с любым телефонным абонентом в мире без каких-либо изменений в существующем оборудовании. Недорогой инструмент, размером не больше часов, позволит его владельцу услышать где угодно, на море или на суше, музыку или песню, речь политического лидера, обращение выдающегося деятеля науки или проповедь красноречивого священнослужителя. , доставлен в какое-то другое место, но далеко. Таким же образом любой рисунок, персонаж, рисунок или печать можно перенести из одного места в другое.Миллионами таких инструментов можно управлять только на одном подобном предприятии ».

Уайт быстро приступил к проектированию башни Ворденклиф в 1901 году, но вскоре после начала строительства стало очевидно, что у Tesla закончатся деньги, прежде чем оно будет завершено. Обращение к Моргану с просьбой о дополнительных деньгах оказалось бесплодным, а тем временем инвесторы бросились бросать свои деньги в пользу Маркони. В декабре 1901 года Маркони успешно отправил сигнал из Англии в Ньюфаундленд. Тесла ворчал, что итальянец использовал 17 своих патентов, но судебный процесс в конечном итоге был в пользу Маркони, и коммерческий ущерб был нанесен.(Верховный суд США в конечном итоге поддержал претензии Теслы, прояснив роль Теслы в изобретении радио, но только в 1943 году, после его смерти.) Таким образом, итальянский изобретатель был признан изобретателем радио и разбогател. Башня Ворденклиф превратилась в реликвию высотой 186 футов (она будет разрушена в 1917 году), и поражение — худшее для Теслы — привело к еще одной его поломке. «Это не мечта, — сказал Тесла, — это простой подвиг научной электротехники, только дорогой — слепой, малодушный, сомневающийся мир!»

Гульельмо Маркони в 1903 году.Фото: Библиотека Конгресса.

К 1912 году Тесла начал уходить из этого сомневающегося мира. Он явно демонстрировал признаки обсессивно-компульсивного расстройства и потенциально был высокофункциональным аутистом. Он стал одержим чистотой и зациклился на цифре три; он начал обмениваться рукопожатием с людьми и мыть руки — и все это делалось группами по три штуки. На столе у ​​него должно было быть 18 салфеток во время еды, и он считал свои шаги всякий раз, когда куда-либо шел. Он утверждал, что у него ненормальная чувствительность к звукам, а также острое зрение, и позже он писал, что у него «яростное отвращение к женским серьгам», и «вид жемчужины почти вызвал у меня припадок. .

Ближе к концу своей жизни Тесла зациклился на голубях, особенно на конкретной белой самке, которую, как он утверждал, любил почти так же, как любили бы человека. Однажды ночью Тесла заявил, что белый голубь посетил его через открытое окно в его отеле, и он полагал, что птица пришла, чтобы сказать ему, что она умирает. Позже он сказал, что в глазах птицы он увидел «две мощные бобы света». «Да, это был настоящий свет, мощный, ослепляющий, ослепляющий свет, свет более интенсивный, чем я когда-либо производил с помощью самых мощных ламп в моей лаборатории.Голубь умер у него на руках, и изобретатель утверждал, что в этот момент он знал, что завершил дело своей жизни.

Никола Тесла продолжал делать новости время от времени, живя на 33-м этаже отеля New Yorker. В 1931 году он сделал обложку журнала Time, в котором были представлены его изобретения к его 75-летию. А в 1934 году газета New York Times сообщила, что Тесла работал над «Лучом смерти», способным сбить с неба 10 000 вражеских самолетов. Он надеялся профинансировать прототип оборонительного оружия в интересах мира во всем мире, но его призывы к Дж.П. Морган-младший и премьер-министр Великобритании Невилл Чемберлен никуда не ушли. Тем не менее, Tesla получила чек на 25000 долларов от Советского Союза, но проект застопорился. Он умер в 1943 году в долгу, хотя Вестингауз много лет платил за его проживание и питание в отеле.

Источники

Книги: Никола Тесла, Мои изобретения: автобиография Николы Тесла , Hart Brothers, Pub., 1982. Маргарет Чейни, Тесла: Человек вне времени , Touchstone, 1981.

Статьи: «Проблема увеличения человеческой энергии с особыми ссылками на использование солнечной энергии», Никола Тесла, Century Magazine , июнь 1900. «Размышления о разуме Николы Теслы», Р. . (Чандра) Чандрасекар, Центр интеллектуальных систем обработки информации, Школа электротехники, электроники и вычислительной техники, 27 августа 2006 г., http://www.ee.uwa.edu.au/~chandra/Downloads/Tesla/MindOfTesla. html «Тесла: жизнь и наследие, Башня мечты», PBS.org, http://www.pbs.org/tesla/ll/ll_todre.html. «Культ Николы Теслы», Брайан Даннинг, Skeptoid # 345, 15 января 2003 г. http://skeptoid.com/episodes/4345. «Никола Тесла, История технологий, всемирно известные изобретатели», Дэвид С. Зонди, Всемирная ассоциация независимых изобретателей, http://www.worldwideinvention.com/articles/details/474/Nikola-Tesla-History-of-Technology -The-known-Inventors-Worldwide.html. «Будущее беспроводного искусства Николы Теслы», Беспроводная телеграфия и телефония , Уолтер У.Массид и Чарльз Р. Андерхилл, 1908 г. http://www.tfcbooks.com/tesla/1908-00-00.htm

Научные инновации

Рекомендуемые видео

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.