Среда, 24 июля, 2024

16+

АС/DC — великое противостояние токов

Время на чтение 6 мин.

Постоянный ток не меняет свою силу и направление, в отличие от переменного. Поэтому постоянный ток легче генерировать и использовать для низковольтных устройств, а переменный ток проще передавать на большие расстояния и питать им промышленные агрегаты, требующие большой мощности. Когда электричество только начинало свое победоносное шествие по планете, сторонники разных токов вступили в непримиримое противостояние.

Война токов развернулась в конце XIX века — и ее результаты повлияли на будущее человечества.

Тесла vs Эдисон

Главными деятелями войны токов стали американские изобретатели Томас Эдисон и Никола Тесла. Эдисон защищал постоянный ток, под его руководством была создана первая коммерческая электрическая сеть на постоянном токе в Нью-Йорке в 1882 году. Тесла, напротив, считал, что будущее за переменным током и разработал систему трехфазного переменного тока, которая позволяла эффективно передавать и распределять электроэнергию. Поддержку изобретателю сербского происхождения оказал промышленник Джордж Вестингауз — главный конкурент Эдисона на рынке электроэнергии.

Война токов была не только техническим, но и пропагандистским противостоянием между Эдисоном и Теслой. Каждый из них пытался доказать преимущества своей системы электрификации и дискредитировать другого.

Так, Эдисон утверждал, что постоянный ток более безопасен, чем переменный, так как последний имеет высокое напряжение и может убить человека при касании. В доказательство идеи проводили публичные демонстрации, убивая животных переменным током. Также Эдисон поддерживал использование электрического стула на переменном токе, чтобы в сознании большинства прочно ассоциировать его с казнями.

Тесла же утверждал, что переменный ток более эффективен, чем постоянный, так как позволяет передавать электроэнергию на большие расстояния с меньшими потерями, более универсален, так как может использоваться и для бытовых потребителей, и для работы электродвигателей, которые широко применяются в промышленности и транспорте. Тесла также демонстрировал, что переменный ток не так опасен, как утверждал Эдисон, если соблюдать правила безопасности. Чтобы доказать последнее утверждение, инженер показал, как через его тело проходит ток высокой частоты, но низкого напряжения.

Президент нажимает кнопку

Война токов достигла своего пика в 1893 году, когда Вестингауз выиграл тендер на электрификацию Всемирной выставки в Чикаго, используя систему переменного тока Теслы. Westinghouse Electric обошла конкурентов, в том числе фирму Томаса Эдисона, которая предлагала систему постоянного тока. Компания установила на выставке 12 генераторов переменного тока, которые производили 24 тысячи киловатт электроэнергии, а также развесила около 100 тысяч электрических ламп, которые освещали выставочные павильоны и аллеи. Компания также сконструировала колонну из 15 тысяч разноцветных лампочек, которые зажигались в определенной последовательности.

АС/DC — великое противостояние токов
Реклама Всемирной выставки в Чикаго. Один из хайлайтов — электрифицированное здание. Изображение: Википедия

Участие во Всемирной выставке стало не только коммерческим успехом, но и научным и культурным достижением. Компания продемонстрировала преимущества и возможности переменного тока перед миллионами посетителей выставки, в том числе президентом США Гровером Кливлендом, который официально открыл выставку с помощью кнопки, подключенной к генератору Westinghouse Electric.

Ниагарский водопад решает

Первая электростанция на Ниагарском водопаде была построена в 1895 году на американском берегу реки Ниагары. Она использовала систему переменного тока и стала первой в мире, которая передавала электроэнергию на дальние расстояния — около 35 километров до ближайшего города Буффало. В 1896 году на канадском берегу была построена вторая электростанция, которая также использовала переменный ток и обеспечивала энергией близлежащие города и заводы. Обе электростанции соединили подводным кабелем через реку Ниагара, что позволяло координировать их работу и обеспечивать надежность энергоснабжения.

АС/DC — великое противостояние токов
Машинный зал электростанции на Ниагарском водопаде с генераторами Вестингауза. 1904 год. Фото: Википедия

Первые гидроэлектростанции на Ниагарском водопаде открыли новую эру в истории электричества и окончательно доказали преимущества переменного тока перед постоянным, а также стали примером для строительства подобных сооружений в разных частях мира. Однако они также повлияли на экологию и ландшафт водопада, поэтому в 1950 году США и Канада подписали договор, который устанавливал минимальный уровень воды, проходящей через водопады, и ограничивал количество воды, используемой для выработки электроэнергии. Это позволил сохранить природную красоту и туристическую привлекательность Ниагарского водопада.

Громкие успехи

Эти успехи положили конец доминированию постоянного тока и утвердили переменный ток как стандарт в электроэнергетике.

Война токов имела большое значение для развития науки и техники, так как способствовала инновациям и конкуренции в области электричества. Она также показала, что переменный ток имеет ряд преимуществ перед постоянным током:

  • высокая эффективность передачи электроэнергии на дальние расстояния с помощью трансформаторов, которые позволяют менять напряжение и силу тока;
  • простота и надежность распределения электроэнергии с помощью многофазных систем, которые позволяют подключать различные потребители к одной линии;
  • возможность использования переменного тока для работы электродвигателей, которые широко применяются в промышленности и транспорте.

Однако постоянный ток не исчез совсем. Он не создает электромагнитных помех и удобен для применения в полупроводниках, поэтому аккумуляторы в наших гаджетах генерируют именно постоянный ток. Так же он используется для питания электросистемы автомобилей и на некоторых железнодорожных линиях (например, московский железнодорожный узел электрифицирован именно постоянным током).

АС/DC — великое противостояние токов
Локомотив постоянного тока ВЛ-19 — серийный электровоз, спроектированный и строившийся в Советском Союзе. Фото: Википедия

Так что война токов скорее стимулировала развитие обоих видов электрического тока и их совместное использование в различных сферах жизни.

Оставьте ответ

Пожалуйста, введите свой комментарий!
Пожалуйста, введите ваше имя здесь