den avgörande striden ägde rum 1893 på Chicago World ’ s Fair. Å ena sidan, den berömda uppfinnaren Thomas Edison. Å andra sidan, hans tidigare anställd Nikola Tesla.
och vad kämpade de överkärlek, religion, territorium? Inget av ovanstående. De kämpade över växelström (AC) kontra likström (DC).
en snabb explainer: ström i metalltrådar är flödet av elektroner, skjuts längs med en spänning. Om spänningen kommer från ett batteri, strömmar elektronerna endast i en riktning., Vi kallar denna likström, eller DC.
batterier är dock inte en primär energikälla. För det använder vi ofta kol eller naturgas. Deras kemiska energi frigörs i en ugn som värme för att skapa ånga som vrider axeln på en generator. I det enklaste fallet spinner axeln en magnet inuti en spole och genom principen om elektromagnetisk induktion producerar en elektrisk ström. Polariteten växlar från positiv till negativ och tillbaka många gånger per sekund när generatoraxeln roterar, så växlar strömmen i riktning. Vi kallar denna växelström, eller AC., Även om strömriktningen växlar, avbryter dess effekter inte ut. Strömmen gör användbara saker i båda riktningarna, till exempel uppvärmning av ledningarna i en brödrost.
Från och med slutet av 1880-talet utvecklade Edison ett kostnadseffektivt sätt att generera DC-el och en serie relaterade enheter, inklusive motorer och mätare för att mäta DC-energi som förbrukas. Det fanns dock ett problem. Det fanns ingen väg tillbaka då för att konvertera likspänningen till högre eller lägre värden. För att vara säker för användning i hem och fabriker, var DC generatorer utformade för att producera el vid låga spänningar., Nackdelen var att detta innebar att förlusterna under överföringen från generatorn till konsumenten var höga. Edison ansåg att det var en godtagbar kompromiss, men begränsade avståndet mellan generatorn och konsumenterna till mindre än en kilometer eller två.
i det andra lägret hade Tesla ett hemligt vapen som kallas transformatorn. Det är ett enkelt arrangemang av järnkärnor och kopparlindningar som gör att spänningen kan omvandlas upp eller ner. Begränsningen är att transformatorer endast arbetar med växelström.,
med transformatorer kan Tesla öka generatorutgången till tusentals volt för lågförlustöverföring över långa avstånd och minska spänningen igen till säkra värden för slutlig leverans till konsumenten.
det stod mycket på spel, inklusive patentavgifter och rätten att elektrifiera städerna i USA. Den rasande striden kallades strömmarnas krig.
känner strömmen av slaget svänga mot honom, Edison ändrade taktik och lanserade en desinformation kampanj för att hävda att AC ström var farligt., För att bevisa sin poäng ordnade han den offentliga elektrocutionen av herrelösa hundar, katter och hästar.
dessa skärmytslingar fortsatte under ledningen fram till Chicago-evenemanget, tills segern förklarades för Tesla AC-lägret. De tilldelades kontraktet för att elektrifiera mässan. Därifrån var det alla AC, med den definitiva insatsen i marken är 1896 elektrifiering av gatubelysning i staden Buffalo med växelström som levereras från vattenkraftverk generatorer vid Niagara Falls.
AC distribution av el har regerat högsta i mer än 100 år., Men ett lugnt uppror äger rum mitt ibland oss. Våra datorer, maskiner, lysdioder och elbilar alla kör på DC. Och i ytterligheter av hög effektfördelande El tusentals kilometer från en region till den andra – ingenjörer har upptäckt att förlusterna från en miljon volts överföringsledning är lägre om den bär likström snarare än växelström.
än en gång är transformatorn det hemliga vapnet, men den här gången fungerar på DC., Dessa nya transformatorer har formen av elektroniska kretsar som omvandlar DC-strömmar upp och ner spektrumet från några volt till en miljon eller mer. Lättare och mindre än traditionella, DC transformatorer gör det lättare att integrera vind-och solenergi i nätet, och de minskar sannolikheten för fel cascading från en elproduktionsregion till en annan.
under de kommande decennierna kan vi se DC-upproret ta tag. Inte genom krigföring den här gången-jag förutspår inga offentliga elektriska stötar av herrelösa katter. Istället blir det en subtil, gradvis process., Men vid sekelskiftet nästa århundrade kan Edison väl ha den sista segern.
denna kolumn av Alan Finkel är ett utdrag ur nästa tryckta utgåva av Cosmos magazine – finns i alla goda nyhetsagenter och museer i oktober.
berättelsen om Tesla och Edisons kamp kommer också att berättas i en film, det nuvarande kriget, med Katherine Waterston och Benedict Cumberbatch, som kommer att vara i biografer i tid för semesterperioden.
Lämna ett svar