Меню

Тесла придумал постоянный ток

Никола Тесла – родоначальник современной электроэнергетики?

Генератор 2-фазного тока Николы Тесла мощностью 500 л.с. на Всемирной выставке в Чикаго, 1893 год

Генератор 2-фазного тока Николы Тесла мощностью 500 л.с. на Всемирной выставке в Чикаго, 1893 год

Гидроэлектростанция на Ниагарском водопаде, видны 4 водовода к 4 гидроагрегатам

Гидроэлектростанция на Ниагарском водопаде, видны 4 водовода к 4 гидроагрегатам

Художник Ираклий Тоидзе. Товарищ Сталин на гидроэлектростанции Рионгэс, 1935 год

Художник Ираклий Тоидзе. Товарищ Сталин на гидроэлектростанции Рионгэс, 1935 год

Владимир Путин приветствует строителей, монтажников и инженеров Бурейской ГЭС, 9 июля 2003 г.

Владимир Путин приветствует строителей, монтажников и инженеров Бурейской ГЭС, 9 июля 2003 г.

Случайно попал на телеканале Viasat History на фильм «Творцы XX столетия» (The 101 Who Made the Twentieth Century), а именно на 6-ю серию (https://www.dokonlin.ru/video/lyudi-sotvorivshie-hh-vek-6-serija-the-1.html). Можно спорить или нет с создателями фильма (Австралия, 2016 год) по поводу того, что английскую королеву Елизавету II они поместили на 33-е место, а нашего тирана Иосифа Сталина, загубившего десятки миллионов жизней, на 24-е место. Как говорится, это дело вкуса (предпочтений). А вот что касается известного изобретателя Никола Тесла (29-е место), который был представлен как родоначальник современной электроэнергетики, это не совсем верно. Он, действительно, вступил в принципиальный спор с Томасом Эдисоном, который пропагандировал внедрение генераторов и моторов постоянного тока. Он, действительно, придумал систему двухфазного тока (https://www.nkj.ru/archive/articles/18119/):
Тесла неслучайно добивался признания преимуществ переменного тока — ведь именно на нём должен был работать придуманный им электродвигатель, а вырабатывать переменный ток должен был его же генератор. В 1882 году он только додумался до идеи вращающегося магнитного поля, первый патент был получен шестью годами позже. Вот как описывает это событие третье издание Большой советской энциклопедии: «В 1888 г. Т. (независимо от Г. Феррари и несколько ранее его) дал строгое научное описание явления вращающегося магнитного поля». Кто же такой этот Феррари? И вообще, были ли у Теслы конкуренты, оспаривавшие его приоритет в открытии тех явлений, которые теперь принято связывать только с именем Теслы?
Были и много. Причём практически в те же годы, когда он создавал, а потом и запатентовал своё открытие. Подобно Эдисону, Теслу скорее следует называть изобретателем, а не учёным — никакого нового физического явления он не открыл, хотя и придумал, как можно использовать уже известное и «дал строгое научное описание» этого явления. Открыл же «магнетизм вращения» Доминик Араго ещё в 1824 году, когда обнаружил, что немагнитный медный диск под воздействием вращающегося магнита начинает вращаться. Между прочим, сам магнит вращался просто рукой экспериментатора.
И вот именно в размышлениях о сути этого явления родилась великая идея Теслы о вращающемся магнитном поле, которая заключалась в том, что нужно заменить медный диск витками обмотки электродвигателя, а вращающийся магнит — вращающимся магнитным полем. Тесла придумал подавать на обмотки магнитных полюсов переменный ток со сдвигом по фазе. Чередование фаз вызывает в обмотке попеременное образование северного и южного магнитного полюсов, что, собственно, и означает вращение магнитного поля. Это поле заставляет вращаться ротор двигателя. Оставалось лишь построить источник двухфазного тока (двухфазный генератор) и двухфазный электродвигатель, что Тесла вскоре и сделал, выбрав в качестве величины сдвига фаз 90 градусов. В то время ему не пришла мысль о сдвиге в 120 градусов. Трёхфазных генераторов и электродвигателей он не создал.
Но самое важное событие в деле уточнения приоритета Никола Теслы произошло весной 1888 года, на два месяца раньше публикации основных патентов изобретателя. В марте профессор Промышленного музея Галилео Феррарис (именно так, с «с» на конце писали его фамилию, ориентируясь на итальянское написание Ferraris) выступил перед общим собранием Туринской академии наук с докладом о бесколлекторном (то есть без выпрямителя) электродвигателе переменного тока, построенном на принципе вращающегося магнитного поля. Феррарис нашёл условия, при которых в однофазной цепи возникали два переменных тока, сдвинутых по фазе. Он построил несколько лабораторных моторчиков с искусственной второй фазой, которые развивали ничтожную мощность в 3 ватта при скорости вращения до 900 оборотов в минуту. В том же году в мае Тесла показывал в сотни раз более мощные двигатели. Справедливости ради нужно сказать, что если патенты серба были опубликованы через два месяца после лекции Феррариса, то заявки на них были поданы ещё в октябре 1887 года.
Не обошлось и без участия российских учёных. Текст лекции Феррариса прочёл Михаил Осипович Доливо-Добровольский, работавший в немецкой компании AEG (как видим, утечка умов за рубеж происходила и тогда), и тут же придумал трёхфазный электродвигатель и генератор, передачу тока по трём, а не шести проводам из дорогой меди. Кстати, сам Доливо-Добровольский всегда признавал приоритет Теслы.

Итак, Никола Тесла трехфазных генераторов и двигателей не создал. Он создавал 2-фазные, 4-фазные электрические машины (http://kakizobreli.ru/izobreteniya-nikoly-tesly/). Что касается проекта Джорджа Вестингауза по сооружению гидростанции на Ниагарском водопаде, то первоначально он был достаточно заковыристым, см. книгу Б.Н. Ржонсницкого «Тесла»(http://www.electrolibrary.info/tesla/book5.htm):
Следующим большим событием в истории переменных токов была постройка самой крупной в мире в те годы гидроэлектростанции на Ниагарском водопаде. Этот величайший в мире водопад давно уже привлекал внимание предпринимателей, мечтавших об использовании его энергии. Еще в 1886 году была создана специальная компания по изучению возможности постройки гидроэлектрической станции. Общая мощность водопада была определена в 9 миллионов киловатт, и компания объявила международный конкурс на лучший проект станции. В состав жюри конкурса вошли виднейшие специалисты под председательством знаменитого английского физика Вильяма Томсона (лорда Кельвина). За лучший проект была установлена премия в 3 тысячи долларов. Однако ни одно из тридцати поступивших предложений не было принято, а наиболее солидные электротехнические компании вообще отказались принять участие в конкурсе.
Вестингауз отверг предложение участвовать в составлении проекта, насмешливо заявив, что Ниагарская компания хочет за 3 тысячи долларов получить то, что стоит по меньшей мере 100 тысяч. Лишь спустя несколько лет «Дженерал электрик компани» предложила построить электростанцию мощностью в 15 тысяч киловатт, отведя часть воды Ниагары специальным каналом. Электроэнергию было решено передавать трехфазным током на расстояние более 30 километров до крупного промышленного города Буффало для продажи фабрикам и заводам.
В октябре 1893 года под влиянием успеха фирмы «Вестингауз» на Чикагской выставке было решено принять проект, предложенный этой компанией. На Ниагарской гидроэлектростанции установили три генератора двухфазного тока по 5 тысяч лошадиных сил каждый. Специальными трансформаторами ток превращался затем в трехфазный высокого напряжения и передавался в Буффало, где снова превращался в двухфазный. Потребители в Буффало устанавливали у себя электрооборудование двухфазного тока, и «Компания Вестингауз» получила огромные заказы. В 1896 году эта самая крупная в мире гидроэлектростанция начала работать, а вскоре ее мощность довели до 50 тысяч лошадиных сил. Пуск Ниагарской станции явился последним триумфом двухфазного тока. Несомненные преимущества трехфазного тока вытеснили менее совершенный двухфазный не только в Европе, но и в США. Саму Ниагарскую станцию вскоре переоборудовали, установив на ней трехфазные генераторы. Но в эти годы Тесла был уже очень далек от вопросов, связанных с первым своим изобретением. Творческая мысль увела его далеко-далеко и открыла перед ним новое, необозримое поле для исследований.

В этой же книге Б.Н. Ржонсницкого «Тесла» описывались и работы российского ученого М.О. Доливо-Добровольского по внедрению 3-фазного тока, и известная электротехническая выставка 1893 года во Франкфурте-на-Лауфене:
Но не знал Вестингауз, что в это самое время в Берлине с каждым днем рос и набирал силы могучий противник двухфазного тока. Два года, прошедшие со времени открытий Феррариса, далеко продвинули эксперименты М.О. Доливо-Добровольского: им уже были созданы трехфазные электродвигатели и генераторы, разработаны чертежи трехфазных трансформаторов. Несмотря на недоверие, с которым был встречен переменный ток, несмотря на более зрелый возраст двухфазного тока, испытания созданного Доливо-Добровольским оборудования показали, что новый вид тока обладает значительными преимуществами. Оказалось, что при значительном улучшении магнитных свойств генератора и двигателя существенно уменьшался и расход меди в линиях передачи. Связанная трехфазная система требовала всего лишь трех проводов в отличие от трехфазной несвязанной системы, предложенной Теслой, требовавшей шести проводов.
Простота конструкции трехфазного электродвигателя с короткозамкнутым ротором делала его применимым в самых различных случаях. Было ясно: именно трехфазному току принадлежит будущее. Но для того чтобы доброе имя нового титана электротехники стало известным во всем мире, надо было познакомить с ним этот весь мир.
В конце 1889 года по инициативе Оскара фон Миллера началась подготовка к проведению Международной электротехнической выставки и Международного конгресса электриков, намеченных на осень 1891 года. Местом проведения выставки и конгресса был избран город Франкфурт-на-Майне. В середине 1890 года организаторы выставки обратились к фирме АЕГ с предложением принять на себя организацию передачи электроэнергии от водопада на реке Неккар близ города Лауфена на выставку. Трудно было бы найти лучший способ продемонстрировать все преимущества трехфазного тока, и фирма АЕГ ответила согласием. Ее главный инженер М. О. Доливо-Добровольский начал с увлечением проектировать трехфазный асинхронный двигатель мощностью около 100 киловатт, трехфазные трансформаторы и всю аппаратуру для линии передачи и распределения электроэнергии на выставке. Постройку синхронного генератора поручили швейцарской фирме «Эрликон».
В середине 1891 года было закончено сооружение линии передачи на расстояние в 175 километров, оборудована гидроэлектростанция в Лауфене, на которой установили трехфазный генератор мощностью около 190 киловатт с повышающей подстанцией, и понижающая подстанция во Франкфурте. 25 августа 1891 года на выставке впервые загорелось около 1 000 электрических ламп накаливания, а 12 сентября был включен и асинхронный двигатель трехфазного тока, приводивший в действие насос для подачи воды к декоративному водопаду.
Испытания линии передачи и всей системы были начаты международной комиссией в октябре 1891 года и показали, что при напряжении в линии передачи в 15 тысяч вольт коэффициент полезного действия достигал 75,2 процента. Особо провели испытание на повышенное напряжение, достигавшее 28 тысяч вольт, при котором коэффициент полезного действия составил 78,9 процента.
Это было огромным достижением электротехники. Вся Лауфен-Франкфуртская передача, работавшая без каких бы то ни было перебоев, свидетельствовала о полной возможности и экономической целесообразности применения разработанной М.О. Доливо-Добровольским системы трехфазного переменного тока.
С этого времени трехфазная система начала применяться во всем мире. Однако существование патентов Теслы, охватывавших все частные случаи применения любой многофазной системы переменного тока, обязывало АЕГ либо выкупить эти патенты у фирмы «Вестингауз», либо платить ей большие суммы. Трехфазная система, детально разработанная М. О. Доливо-Добровольским независимо от Теслы, все же была частным случаем, предусмотренным патентами №381968 и 382280, полученными Теслой в США 1 мая 1888 года, патентом № 47885, полученным в Германии, и № 6481, полученным в Англии.
Несомненно, сам Тесла не стал бы протестовать против применения более совершенной системы передачи и распределения электрической энергии, но он давно уже продал свои права на изобретение капиталистической фирме, действовавшей исключительно в интересах получения прибыли. Чтобы избавиться от оплаты патентов Теслы, АЕГ стала оспаривать их распространимость на трехфазный переменный ток. Но попытка эта была безуспешной. Многие авторитеты в области практической электротехники – профессор Г. Антони, Б. Беренд и другие – убедительно доказывали бесспорность того, что уже в первых патентах Теслы имеется указание на систему многофазных токов. Противники их утверждали, что если это указание и есть, то оно дано лишь в самом общем виде, а трехфазная система описана в патентах в виде несвязанной, состоящей из трех самостоятельных фаз, с применением шести проводов, так что ее нельзя считать аналогичной изобретению М.О. Доливо-Добровольского.
Наконец в пользу Теслы высказался тогда еще молодой, но уже проявивший свои обширные познания и великолепно владевший математическими методами технических расчетов главный консультант фирмы «Дженерал электрик компани» Чарлз Штейнметц. Мнение этого авторитетного ученого имело решающее значение, и споры в научных кругах постепенно прекратились.
Так же неудачно для АЕГ было и обращение в суд, отвергнувший утверждение, что изобретение М.О. Доливо-Добровольского не предусмотрено всеобъемлющей формулой патентов Николы Теслы. Тогда АЕГ начала оспаривать вообще приоритет Теслы в открытии многофазных переменных токов, вспомнив о ряде предшествующих попыток создать электродвигатель переменного тока. Имена М. Депре, Хазельвандера, Бредли, Венсрема и, наконец, Феррариса были названы с надеждой убедить мир в отсутствии у Теслы каких-либо заслуг в создании многофазной системы.
Однако и эти попытки в результате многолетней борьбы фирмы «Вестингауз» со всеми противниками Теслы постигла неудача. Более двадцати пяти судебные процессов были выиграны Вестингаузом на протяжении двух десятилетий.
Следует еще раз напомнить, что вся эта борьба между капиталистическими фирмами велась безо всякого участия самого изобретателя, помимо его воли. Каковы бы ни были убеждения Теслы, как бы ни относился он сам к изобретениям других, фирмы, скупившие патенты, распоряжались ими по своему усмотрению.
Переменный ток, как двухфазный, так и трехфазный, при самом своем зарождении должен был выдержать трудную борьбу с постоянным током. Первой и решающей победой была Лауфен-Франкфуртская передача, о которой рассказано выше.
Следующим триумфом переменного тока – и двухфазного и трехфазного – стали Всемирная электрическая выставка и конгресс электриков, проведенные в Чикаго в 1893 году в честь 300-летия со времени открытия Америки Колумбом. Фирма «Вестингауз электрик энд мануфакчуринг К°» имела контракт на оборудование всей выставки электроосвещением и установку электродвигателей. Компания не упустила случая широко применить переменный ток, как двухфазный, тогда еще господствовавший в Америке, так и «европейский», трехфазный. Соперничая с американской фирмой, немецкая АЕГ в соседнем помещении также демонстрировала достижения трехфазного тока. В русском журнале «Электричество» за 1894 год появилось описание экспонатов фирмы Вестингауза на выставке. В нем говорится об установке двухфазного генератора, от которого электроэнергия передавалась двухфазному электродвигателю мощностью в 500 лошадиных сил. Кроме того, был установлен «60-сильный двухфазный двигатель Теслы синхронического типа, соединенный непосредственно с 45-киловаттным генератором переменного тока для освещения накаливанием», – писал корреспондент журнала. На выставке изобретатели встретились: Никола Тесла был делегатом конгресса от Австрии – его родная Хорватия все еще входила в состав австро-венгерской монархии, – М.О. Доливо-Добровольский от Германии. По сложившимся обстоятельствам оба они вынуждены были представлять чужие страны. Однако встреча не вызвала сближения или даже обмена мнениями о будущем электротехники.

Здесь стоит упомянуть, что М.О. Доливо-Добровольский остался за границей, а работавший на выставке во Франкфурте в 1891 году ассистентом у немецкого инженера Вильяма Линдлея Роберт Классон вскоре вернулся в Россию и стал строить промышленные электростанции исключительно на трехфазном токе, см. биографические очерки «Роберт Классон и Мотовиловы (http://www.famhist.ru/famhist/klasson/00351978.htm).

Читайте также:  Почему не применяют для освещения переменный ток с частотой 10гц

Так что «родоначальниками современной электроэнергетики» необходимо считать целый сонм изобретателей, ученых и инженеров.

Источник

Драмы науки: неизвестная «война токов»

В школе нам рассказывали о знаменитых войнах, которые меняли ход истории. Все мы знаем о Столетней войне между Францией и Англией, хотя она закончилась еще в середине XV века. А вот о другом столетнем конфликте, завершившемся в конце ноября 2007 года, мало кто знает. Отчасти потому, что он разворачивался в США — и отнюдь не на полях сражений.

Драмы науки: неизвестная

Проницательные читатели уже догадались, что речь пойдет о так называемой «Войне токов» — War of the Currents или Battle of Currents. Так стали называть противостояние между Томасом Эдисоном (1847-1931) и Джорджем Вестингаузом (1846-1914) за использование постоянного и переменного тока. Неизвестно точно, кто и когда первым использовал это определение — в газетах конца XIX века оно не встречается. Спор, начатый двумя американскими изобретателями и бизнесменами еще в 1880-е годы, окончательно завершился в конце ноября 2007 года, когда Нью-Йорк, электрифицированный 125 лет назад Эдисоном, окончательно перешел с постоянного тока на переменный.

Это была война за столь огромный рынок, как Соединенные Штаты Америки, которую вели две крупнейшие корпорации, Edison General Electric (в начале 1890-х годов она стала называться General Electric) и Westinghouse Electric. Первоначально в США стали использоваться стандарт постоянного тока. Патент на предоставление этого вида услуг имел Эдисон, поэтому он отстаивал право передавать электрическую энергию таким способом.

Однако при передаче постоянного тока, в котором электроны летят в одном направлении, на большие расстояния значительное количество электроэнергии теряется. Ток с электростанций Эдисона, вырабатывавших напряжение 110 вольт, эффективно передавался лишь на расстояние чуть более полутора километров. Ликвидировать этот недостаток можно было, используя медные провода очень большого сечения или строя множество локальных электростанций. Обе перспективы оказались не слишком радужными из-за их сложности и дороговизны.

Когда Джордж Вестингауз узнал про планы Эдисона, он выступил за ток переменный. К тому времени уже появились недорогие трансформаторы, работавшие на высоких мощностях. Передавать электричество на большие расстояния с минимальными потерями можно было при помощи высоковольтных линий. Кроме того, выпускник высшего технического училища в Граце и Пражского университета, серб-эмигрант Никола Тесла, в течение года успешно работавший на фирму Эдисона, в 1885 году оказался у Вестингауза — на предыдущем месте ему опрометчиво отказались повысить зарплату. Уже в 1888 году Тесла запатентовал работавший на переменном токе индукционный двигатель.

Читайте также:  Как проверить датчик тока lem

Казалось, у Эдисона не было никаких шансов победить. Тогда предприниматель в Эдисоне взял верх над изобретателем и физиком. Он подал дюжину исков, обвиняя Вестингауза в плагиате, но сутяге Эдисону во всех случаях было отказано. И тогда отец фонографа решил создать своему противнику имидж злокозненного изобретателя — посредством черного пиара представить Вестингауза зловещим мистером Хайдом, скрывавшимся под личиной добренького доктора Джекила.

Как-то раз в результате несчастного случая погиб человек. Его убило переменным током от пробитого трансформатора, стоявшего у него в подвале. Происшествие широко освещалось в прессе, что сыграло на руку Эдисону. Вдобавок Эдисон в 1903 году заснял казнь слонихи Топси — она была приговорена к убийству электрическим током за то, что растоптала троих людей, в том числе и жестокого дрессировщика.

При помощи электричества стали отправлять в лучший мир не только слонов. Первым преступником, казненным в США на электрическом стуле, стал некий Уильям Кеммлер, убивший жену топором. В 1890 году через тело Кеммлера пропустили два мощных разряда переменного тока напряжением 1,3 тысяч вольт каждый. А уже на следующий день появилась статья с громким заголовком «Вестингауз казнил Кеммлера». Казнь выглядела настолько мерзко, что сам Вестингауз мрачно заметил: «Топором бы у них вышло лучше». В итоге он отказался поставлять генераторы переменного тока для казни на электрическом стуле.

Однако победа Эдисона на поверку оказалась пирровой. Несмотря на то, что уже в 1892 году на Манхэттене появилась первая в США работающая на постоянном токе электростанция и количество потребителей увеличивалось год от года, законы рынка, как водится, были неумолимы.

Уже в 1893 году Вестингауз и Тесла выиграли тендер на освещение Всемирной ярмарки в Чикаго, а три года спустя смонтировали на Ниагарском водопаде первую гидросистему для питания переменным током второго по величине города штата Нью-Йорк — Буффало. В то же время Эдисону спешно пришлось объединить свою компанию с Thomson-Houston Electric Company, занимавшейся производством продукции для инфраструктуры энергоснабжения переменным током.

Персональный спор двух деловых людей завершился к 1896 году, его результат определили соображения экономической выгоды от использования переменного тока. Все дела в General Electric Эдисон передал в руки профессиональных менеджеров. Скрепя сердце он вынужден был признать поражение и назвал свое выступление в поддержку постоянного тока самой большой ошибкой в своей карьере.

Впрочем, не исключено, что «война токов» скоро возобновится, поскольку у постоянного тока появился шанс взять реванш. Дело в том, что в активно разрабатываемых сейчас сверхпроводящих кабелях наиболее выгодно использовать именно эту разновидность электрического тока. Поэтому говорить об окончательной победе сторонников переменного тока пока что рано…

Добавьте «Правду.Ру» в свои источники в Яндекс.Новости или News.Google, либо Яндекс.Дзен

Быстрые новости в Telegram-канале Правды.Ру. Не забудьте подписаться, чтоб быть в курсе событий.

Источник

Тесла, Эдисон и война токов (переменный или постоянный ток)

Как Эдисон, Тесла и Вестингауз боролись за электрификацию мира

В период младенчества электротехники специалисты раскололись на два лагеря. Одни видели будущее за постоянным током, другие — за переменным. Бурлили полемические страсти. Дискуссия, по существу, продолжается и сегодня, хотя уже на новом уровне.

100-летний киловольтметр

100-летний киловольтметр на исторической гидроэлектростанции в Хаймбахе (Германия)

Конец XIX в. ознаменовался бурным развитием электроэнергетики во всем мире. От первых электрических опытов до широкого применения электричества в промышленности прошло почти три столетия.

Уже никого не удивлял электрический телеграф, широко применялась гальванопластика. Появились первые электрические генераторы, приводимые в движение паровой машиной и сделавшие электроэнергию сравнительно дешевой. Были изобретены лампы накаливания. Началось создание первых энергосистем.

Одну из них создал в Нью-Йорке в 1882 г. выдающийся американский изобретатель и бизнесмен Т. А. Эдисон. И сразу же число электростанций его компании стало быстро расти. В 1886 г. их было 68, а в 1887 — около 120, причем они могли питать уже около 325 тыс. электроламп.

Томас Эдисон

Томас Эдисон — американский изобретатель и бизнесмен, выступал за развитие сети постоянного тока

Лампа накаливания Томас Эдисона

Лампа накаливания Томас Эдисона

Электрический бум вызвал повышенное потребление меди и, как следствие, повышение цен на нее в несколько раз. Это в определенной мере снизило шансы электроэнергетики в борьбе с газовым освещением.

Нужно было искать выход. Он был найден в увеличении питающего напряжения электрических сетей, что могло экономить медь, так как сечение питающих проводов уменьшалось в сотни и более раз.

Однако высокое напряжение увеличивало опасность для потребителей. Это быстро выявил первый опыт эксплуатации электрических сетей. Поиски путей уменьшения опасности привели к развитию техники трансформации напряжения.

Трансформатор с замкнутым магнитопроводом 1885 года

Один из первых трансформаторов (изобретатели — Отто Блати, Карой Циперновский и Микша Дери)

Тем не менее, по-прежнему в основном «работал» постоянный ток: электрический телеграф, электрохимия, зарядка аккумуляторов, первые электродвигатели. Правда, для электрического освещения с помощью дуговых ламп переменный ток имел преимущество, так как электроды сгорали более равномерно и не надо было их делать разными по сечению.

Первые генераторы переменного тока для электроосвещения применил ваш соотечественник П. Н. Яблочков. В широких масштабах их начала применять американская фирма «Вестингауз». В 1887 г. она уже, имела мощности, позволявшие питать почти 135 тыс. электроламп. Компания Эдисона получила опасного конкурента.

Никола Тесла - сторонник переменного тока

Никола Тесла с «Теорией натуральной философии…» Руджера Бошковича на фоне катушки ВЧ трансформатора в своей лаборатории на Хаустон-стрит. 20 мая 1896 г. Во время войны токов переменный ток, который предпочитал Тесла, боролся за широкое распространение с постоянным током, который предпочитал Эдисон.

Генератор Westinghouse, конец 1800-х годов

Генератор Westinghouse, конец 1800-х годов. «Вестингауз электрик» — одна из ведущих электротехнических компаний США, существовавшая с 1886 года по 1997 год.

В 1888 г. началась яростная полемика между сторонниками постоянного и переменного тока.

Фирма «Эдисон Электрик Лайт Компани» опубликовала Красную книгу под заголовком «Предостережение», в которой переменный ток подвергался резкой критике главным образом из-за его, якобы, повышенной опасности.

Был приложен список людей, смертельно пораженных переменным электрическим током. Описывались другие действительные и мнимые недостатки переменного тока, но особый упор делался все же на опасность его применения.

В борьбу включился инженер Гарольд Браун, который начал эксперименты по воздействию электротока на животных. Иногда опыты делались публичными, и на глазах у публики погибали собаки и лошади. Апогеем этой борьбы стал письменный вызов Брауна Вестингаузу, опубликованный в ряде американских газет.

Демонстрация Гарольда Брауна 22 декабря 1888 года

Демонстрация Гарольда Брауна 22 декабря 1888 года

Он писал: «Я вызываю г-на Вестингауза на встречу со мной в присутствии компетентных экспертов в области электротехники, и пусть через его тело пропускают переменный ток, а через мое — постоянный. Напряжение будет повышаться до тех пор, пока один из нас не закричит и этим публично признает свое поражение.

Однако, я хочу предупредить г-на Вестингауза о том, чтец согласно моим экспериментам, воздействие переменного тока напряжением 160 В в течение 5 секунд приводит к фатальному исходу». (При одинаковом измеренном напряжении переменный ток ДЕЙСТВИТЕЛЬНО БОЛЕЕ ОПАСЕН ДЛЯ ЧЕЛОВЕКА.)

Социальная реклама 1889 года против использования переменного тока

Социальная реклама 1889 года против использования переменного тока

Вестингауз вызова не принял. В некоторых штатах США под влиянием общественности были приняты законы, запрещающие применять напряжение переменного тока более 200 В.

Полемика достигла России, где в то время решались вопросы электрического освещения обеих столиц.

В 1889 г. А. Г, Столетов, электротехник высочайшего класса, писал: «Вспоминается та травля, которой подвергались трансформаторы в нашем отечестве. И в ученых (!) докладах, и в газетных статьях система обличалась как нечто еретическое, ненациональное и безусловно гибельное, доказывалось (!), что трансформаторы запрещены во всех порядочных странах Запада и терпятся разве в какой-нибудь Италии, падкой на дешевизну.

Защитники «ненациональности в электричестве» забывали, что первую идею о трансформации тока в технике сами иностранцы приписывают Яблочкову и что на Всероссийской выставке 1882 г. в Москве демонстрировал такую систему г. Усагин.

Читайте также:  Реферат физика сила тока

Знатоки западных порядков проглядели или замолчали, что в это самое время «гибельная» система питала десятки тысяч ламп в лучших частях Лондона, а французы не задумывались применить ее к освещению жилища главы государства».

Ситуация, в общем-то удивительно напоминающая нынешнюю полемику по ядерной энергетике.

Томас Эдисон с сотрудниками

Томас Эдисон с сотрудниками, Менло-Парк, штат Нью-Джерси, 1881 год

В борьбу включился Эдисон, опубликовавший статью «Об опасностях электрического освещения». Статья была перепечатана в русском журнале «Электричество».

Автор писал: «Употребление переменных токов высокого напряжения не имеет никакого оправдания ни с коммерческой, ни с научной точек зрения».

Однако в статье были вполне здравые мысли: «Когда нужно было регламентировать давление в паровых котлах, в видах безопасности служащих и публики, то поступали иначе, чем поступают теперь относительно электрического напряжения, а между тем оба случая вполне схожи.

Нужно было бы припомнить те соображения, которые привели к прекрасной системе: к у становлению ПРЕДЕЛЬНОГО давления пара и к периодическому инспектированию котлов. Нужно было бы приложить те же правила, чтобы гарантировать нас против опасностей, представляемых чрезмерным электрическим напряжением».

Сотрудники Edison Electric

Сотрудники Edison Electric, около конца 1800-х годов

Сторонники переменного тока на критику отвечали делом и реализовывали все его преимущества. Создание высоковольтных линий передач позволило располагать электростанции на расстояниях от потребителей порядка сотен километров вместо двух-трех на постоянном токе. Это позволило вынести станции за черту города, освободив горожан от копоти и позволив применять энергию рек и водопадов, находящихся далеко от промышленных центров.

Изобретение Теслой и Доливо-Добровольским многофазных систем позволило создать новый тип электродвигателя с вращающимся магнитным полем, который обходился без капризного и ненадежного в эксплуатации коллекторно-щеточного аппарата.

Модель первого асинхронного двигателя Николы Теслы

Модель первого асинхронного двигателя Николы Теслы в музее Тесла в Белграде, Сербия

Был сконструирован электрический счетчик ампер-часов переменного тока. Сторонники Эдисона, которые говорили о невозможности такой конструкции, лишились весомого аргумента.

Были созданы новые материалы для изоляции и новые конструкции изоляторов. Разработаны правила безопасности для электропотребителей. Наконец, были разработаны первые выпрямительные установки, которые практически сняли все вопросы оппонентов.

Сторонники постоянного тока в США пошли на отчаянный шаг в дискредитации переменного тока. Для первой легальной смертной казни на электрическом стуле (6 августа 1890 г.) они использовали генератор переменного тока фирмы «Вестингауз», предоставленный Брауном. Но и это не принесло им победу.

К чести ученых и электротехников Москвы, собранных городским головой в мае 1888 г., они утвердили применение переменного тока повышенного напряжения.

Электростанция переменного тока General Electric в США

Электростанция переменного тока General Electric в США — 1904 год

Машинный зал Гиндукушской ГЭС на реке Мургаб в Туркменистане

Машинный зал Гиндукушской ГЭС на реке Мургаб в Туркменистане. Построена в 1909 году. Генератор переменного тока с возбудителем изготовлен в Будапеште (Венгрия) на Ganz Works. Фотография Прокудина-Горского, 1911 год.

Теперь сделаем выводы.

Бурное и плодотворное развитие электротехники в период с 1886 по 1895 гг. обязано жестокой конкурентной борьбе между сторонниками постоянного и переменного тока.

Эта борьба оказала благоприятное влияние на развитие энергетической и светотехнической промышленности. Именно тогда было изобретено электрооборудование, позволившее обеспечить его надежность и безопасность потребителей в приемлемой степени.

Так что споры вокруг атомной энергетики тоже далеко не бесполезны. Пусть оппоненты указывают слабые места каждой системы, а изобретатели и конструкторы их устраняют. Лишь бы методы полемики оставались в рамках приличий. А в результате должны победить приемлемые для всех решения.

Источник



Как Тесла с Эдисоном работал и почему до самой смерти не мог его терпеть

Получайте на почту один раз в сутки одну самую читаемую статью. Присоединяйтесь к нам в Facebook и ВКонтакте.

Гений коммерции против гения физики

Серб Никола Тесла, уроженец Австро-Венгрии, был известен, с одной стороны, как чуждающийся всего земного чудак — не любитель ни женщин, ни мужчин, почти равнодушный к пище и деньгам — и как повелитель молний — посетителям он устраивал потрясающие шоу с электроразрядами. Его многочисленные изобретения позволили осуществиться второму этапу промышленной революции, а значит — сформировали технический мир таким, каким мы его знаем.

Голландец по крови и американец по месту рождения Томас Эдисон также считался очень талантливым исследователем и изобретателем — но уже в наше время авторство многих его патентов ставится под сомнение. На Эдисона работала много куда менее известных американцев, которые, по контракту, вполне возможно, обязаны были передавать ему права на все свои разработки. Эдисон, без сомнения, был гением — гением добычи денег, но, вероятно, учёным был не настолько талантливым, как о нём привыкли думать.

Молодой Никола Тесла.

Впрочем, нет никакого сомнения, что Эдисон сделал всё, чтобы внедрить как можно больше технических новинок в жизнь, облегчив жизнь (и немного кошельки) своим современникам. Знакомая нам лампочка накаливания грушевидной формы, повсеместное распространение телефонов, удешевление электричества — всё это работа Эдисона, так что он тоже формировал тот технический мир, который мы знаем.

Американский юмор

В 1884 году на берег в Нью-Йорке сошёл худой и весьма потрёпанный на вид мужчина двадцати восьми лет — Никола Тесла. Спросив у полисмена адрес конторы Томаса Эдисона, он пошёл туда пешком — денег на транспорт у него не было. Но по пути он увидел небольшую мастерскую, в которой пожилой американец пытался наладить работу электрогенератора. Тесла зашёл, чтобы помочь ему, и неожиданно для себя заработал немного денег. Это дало ему предстать перед Эдисоном позже — но сытым и выспавшимся. Первый день в США оказался вещим — именно на роль ремонтника Эдисон серба и взял.

Тесла постоянно убеждал босса начать использовать переменный ток для генераторов, но идея Эдисона не очень вдохновляет. Наконец, американец сказал сербу, что если тот разработает нечто подобное — и чтобы намного лучше тех генераторов, что уже есть — то получит полсотни тысяч долларов. Гигантские деньги по тем временам!

Томас Алва Эдисон.

Тесла задание принял и в уникально короткие сроки представил двадцать четыре (!) версии генератора на переменном токе, новый коммутатор и регулятор. Эдисону понравилось всё — он забрал чертежи. Но на вопрос о полусотне тысяч сказал, что Тесла явно не понимает американского юмора. Оскорблённый серб немедленно уволился и вскоре открыл на соседней улице собственную компанию, занимающуюся электричеством.

Война токов

Генераторы Эдисона по-прежнему работали на постоянном токе, Теслы — на переменном. Чтобы устранить конкурента, Эдисон развернул кампанию по убеждению широкой публики, что генераторы на переменном токе очень опасны. Это было главным аргументом, потому что ток от генераторов Эдисона можно было передавать только на относительно небольшие расстояния, до полутора километров, а от Теслы и поддерживающего его физика Вестингауза — не то, чтобы неограниченно, но куда дальше, и людям это нравилось.

Естественно, Эдисон пытался — как он часто делал — доказать в суде, что все изобретения конкурентов настолько базируются на его собственных, что могут считаться нарушением патентов. Но — как часто с ним же было — проиграл дело. Фактически и суд был нужен для того, чтобы привлечь внимание журналистов, которые, конечно же, записали претензии Эдисона, очерняющие Теслу и Вестингауза.

Джордж Вестингауз.

Чтобы поразить воображение толпы, Эдисон публично убивал переменным током животных. Наконец, с подачи Эдисона его человек, инженер Гарольд Браун, предложил убивать электричеством преступников. Вестингауз был радикально против и даже нанял адвокатов убийце, которого должны были первым убить на электрическом стуле — но всё зря, и пресса наводнилась сообщениями о том, что разработка Вестингауза убила первого преступника. Всё было сделано для того, чтобы переменный ток как таковой ассоциировался у людей со смертью.

Считается, что “война токов” продлилась до 2007 года, когда США полностью перешло на генераторы переменного тока для электрификации городов. Тесла успел разориться задолго до того. Словно в насмешку над ним, в 1917 года его наградили медалью Томаса Эдисона; не скрывая раздражения, гений физики отказался от награды. Оба физика прожили долгую жизнь и до самого конца терпеть друг друга не могли.

Текст: Лилит Мазикина.

Понравилась статья? Тогда поддержи нас, жми:

Источник