전류 전쟁 — 테슬라 대 에디슨

19 세기 말 Nikola Tesla와 Thomas Edison의 대결은 실제 전쟁이라고 할 수 있으며, 전기 에너지 전송 기술이 세계에서 지배적이 될 그들의 경쟁이 여전히 호출되는 것은 아닙니다. "전류 전쟁".

Tesla의 교류 라인 또는 Edison 라인의 기술은 Tesla에 유리한 뉴욕의 교류 네트워크로의 전환이 최종 완료 된 2007 년 말에야 만들어진 진정한 획기적인 논쟁입니다.

직류를 생성하는 최초의 전기 발전기는 전선과 소비자에게 쉽게 연결할 수 있게 해 주었고, 교류 발전기는 연결된 전력 시스템과의 동기화가 필요했습니다.

중요한 것은 교류용으로 설계된 소비자가 원래 존재하지 않았으며 교류 공급용으로 직접 설계된 유도 전동기의 효과적인 변형이 발명되었다는 것입니다. 니콜라 테슬라 1888년, 즉 에디슨이 런던에서 최초의 직류 발전소를 시작한 지 6년이 되어서야 말입니다.

에디슨이 1880년에 0볼트, 플러스 110볼트, 마이너스 110볼트의 세 개의 전선을 포함하는 직류 전기를 생성하고 분배하는 시스템에 대한 특허를 받은 후 전구의 위대한 발명가는 이제 "전기 조명을 매우 저렴하게 만들 것"이라고 확신했습니다. 부자만이 양초를 사용할 것이라고. »

그래서 위에서 언급한 것처럼 최초의 직류 발전소는 1882년 1월 런던에서 Edison에 의해 시작되었고 몇 달 후 맨해튼에서 시작되었으며 1887년에는 미국에서 100개 이상의 Edison DC 발전소가 가동되었습니다. 당시 Tesla는 Edison에서 일하고 있었습니다.

에디슨 DC 시스템의 밝은 미래에도 불구하고 매우 중요한 결점이 있었습니다. 전선은 먼 거리에서 전기 에너지를 전달하는 데 사용되었으며 전선의 길이가 길어질수록 저항이 증가하므로 필연적으로 열 손실이 발생합니다. 따라서 이 문제에는 해결책이 필요했습니다. 전선의 저항을 줄이거나, 전선을 두껍게 만들거나, 전압을 높여 전류를 줄이는 것입니다.

그 당시에는 직류 전압을 높이는 효과적인 방법이 없었고 선로의 전압이 아직 200V를 넘지 않았기 때문에 1.5km 이하의 거리에서만 상당한 전력을 전달할 수 있었고 전기를 추가로 전송할 필요성, 단면적이 큰 고가의 전선이 있습니다.

그래서 1893년에 Nikola Tesla와 그의 투자자인 기업가 George Westinghouse는 시카고에서 열린 박람회를 20만 개의 전구로 밝히라는 명령을 받았습니다. 승리였다.3년 후, 최초의 교류 수력 발전소가 Niagara Falls에 건설되어 인근 도시인 Buffalo에 전기를 전송했습니다.

즉, 1928년까지 미국은 교류의 장점을 완전히 확신하면서 직류 시스템 개발을 이미 중단했습니다. 70년이 더 지난 후 해체가 시작되었고 1998년까지 뉴욕의 직류 사용자 수는 4,600명을 초과하지 않았으며 2007년에는 Consolidated Edison의 수석 엔지니어가 상징적으로 케이블을 절단하고 "전쟁의 전쟁"이 발생했을 때 아무도 남지 않았습니다. 커런트'가 끝났다.

교류로의 전환은 에디슨의 주머니를 강타했고, 패배감을 느낀 그는 자신의 특허권 침해에 대해 소송을 제기하기 시작했지만 판사의 결정은 그에게 유리하지 않았습니다. 에디슨은 멈추지 않고 교류로 동물을 죽이는 공개 시위를 조직하기 시작했으며 모든 사람과 모든 사람에게 교류 사용의 위험을 설득하고 그 반대의 경우도 마찬가지입니다. DC 네트워크의 안전입니다.

결국 1887년에 Edison의 파트너인 엔지니어 Harold Brown은 치명적인 교류 전류로 범죄자를 처형할 것을 제안했습니다. 웨스팅하우스와 테슬라는 이를 위해 발전기를 공급하지 않았고 전기의자에서 사형을 선고받은 아내 케머를 위해 변호사까지 고용했다. 그러나 이것은 저장되지 않았고 1890 년에 Kemmler는 교류에 의해 처형되었고 Edison은 뇌물을받은 기자가 그의 신문에서 이것을 위해 Westinghouse에 진흙을 던지는 것을 보았습니다.

에디슨의 계속되는 나쁜 PR에도 불구하고 테슬라의 AC 시스템은 성공할 운명이었습니다.AC 전압은 변압기를 사용하여 쉽고 효율적으로 승압할 수 있으며 큰 손실 없이 수백 킬로미터의 거리에 걸쳐 전선을 통해 전송할 수 있습니다. 고압선은 두꺼운 도체를 사용할 필요가 없으며 변전소의 전압을 낮추어 소비자에게 낮은 전압을 공급하여 AC 부하를 공급할 수 있게 되었습니다.

그것은 1885년 Tesla가 Edison에서 은퇴하고 Westinghouse와 함께 여러 Golar-Gibbs 변압기와 Siemens & Halske에서 제조한 교류 발전기를 인수한 다음 Westinghouse의 지원으로 자신의 실험을 시작했다는 사실로 시작됩니다. 그 결과 실험이 시작된 지 1년 후 최초의 500볼트 발전소가 매사추세츠주 그레이트 배링턴에서 가동되기 시작했습니다.

그 당시에는 효율적인 AC 전력에 적합한 모터가 없었으며 이미 1882년에 Tesla는 다상 전기 모터를 발명했으며, 최초의 AC 미터가 등장한 해인 1888년에 특허를 받았습니다. 3상 시스템은 1891년 프랑크푸르트 암 마인 전시회에서 소개되었고 1893년 Westinghouse는 나이아가라 폭포에 발전소 건설 입찰을 따냈습니다. Tesla는 이 수력 발전소의 에너지가 미국 전체에 충분할 것이라고 믿었습니다.

Tesla와 Edison을 조화시키기 위해 Niagara Power Company는 Edison에게 Niagara Falls 역에서 Buffalo 시까지 전력선을 건설하도록 의뢰했습니다. 그 결과 Edison 소유의 General Electric은 AC 기계를 제조하는 Thomson-Houston 회사를 인수하여 직접 제조하기 시작했습니다.

그래서 에디슨은 다시 돈을 얻었지만 반 AC 홍보는 멈추지 않았습니다. 그는 1903년 뉴욕의 루나 파크에서 세 명의 서커스 직원을 짓밟은 코끼리 Topsy의 AC에 의해 처형된 사진을 신문에 게시하고 배포했습니다.

직류 및 교류 - 장단점

역사적으로 직류는 운송 분야에서 직렬 여자 전기 모터에 전력을 공급하는 데 널리 사용되었습니다. 이러한 모터는 낮은 분당 회전수에서 높은 토크를 발생시키고 이 회전수는 단순히 모터 계자 권선에 공급되는 DC 전압을 변경하거나 가변 저항을 사용하여 쉽게 조정할 수 있다는 점에서 좋습니다.

DC 모터는 계자 권선에 대한 공급 극성이 변경될 때 거의 순간적으로 회전 방향을 변경할 수 있습니다. 따라서 DC 모터는 여전히 디젤 기관차, 전기 기관차, 트램, 무궤도 전차, 다양한 엘리베이터 및 크레인에 널리 사용됩니다.

직류는 백열등, 다양한 산업용 전기 분해 장치, 전기 도금, 용접에 문제없이 전원을 공급하는 데 사용할 수 있습니다. 또한 복잡한 의료 장비에 전원을 공급하는 데에도 성공적으로 사용됩니다.

물론 직류는 전기 공학에 유용합니다. 해당 회로가 계산하기 쉽고 제어하기 쉽기 때문에 1887 년 미국에서 100 개 이상의 직류 발전소가 있었던 것은 아무것도 아닙니다. Thomas Alva Edison의 회사가 이끌었습니다. 분명히 DC는 변환이 필요하지 않을 때 편리합니다. 전압의 증가 또는 감소, 이것은 직류의 주요 단점입니다.

직류 전송 시스템을 도입하려는 에디슨의 노력에도 불구하고 이러한 시스템에는 많은 양의 재료를 사용해야 하고 상당한 전송 손실이 발생한다는 상당한 단점이 있었습니다.

사실 첫 번째 DC 라인의 전압은 200V를 초과하지 않으며 발전소에서 1.5km 이내의 거리에서 전기를 전송할 수 있지만 전송 중에 많은 에너지가 소실됩니다 (기억하십시오 줄-렌츠 법칙).

더 먼 거리에 더 많은 전력을 전송해야 하는 경우에는 두껍고 무거운 전선을 사용해야 했고 이는 매우 비쌌습니다.

1893년에 Nikola Tesla는 AC의 특성으로 인해 높은 효율을 보이는 AC 시스템을 도입하기 시작했습니다. 교류는 변압기를 사용하여 쉽게 변환하여 전압을 높일 수 있으며 최소한의 손실로 수 킬로미터에 걸쳐 전기 에너지를 전송할 수 있게 되었습니다.

이는 전선을 통해 동일한 전력을 공급하면 전압 증가로 인해 전류가 줄어들 수 있으므로 전송 손실이 적고 그에 따라 필요한 전선 단면적이 줄어들기 때문입니다. 이것이 AC 그리드가 전 세계적으로 도입되기 시작한 이유입니다.

기계 및 금속 절단기의 비동기 모터, 유도로에는 교류가 공급됩니다. 또한 간단한 백열 램프 및 기타 활성 부하에 전원을 공급할 수 있습니다. 비동기식 모터와 변압기는 교류로 인해 전기 공학에 혁명을 일으켰습니다.

예를 들어 배터리 충전과 같은 어떤 목적으로 직류가 필요한 경우 이제 정류기를 사용하여 교류에서 항상 얻을 수 있습니다.