Guerra dels corrents: Tesla contra Edison
L'enfrontament entre Nikola Tesla i Thomas Edison a finals del segle XIX es pot anomenar una veritable guerra, i no debades la seva rivalitat, en la tecnologia de la qual de transmissió d'energia elèctrica esdevindrà dominant al món, encara es diu. la "Guerra dels Corrents".
La tecnologia de les línies de corrent altern de Tesla o les línies d'Edison és una autèntica polèmica d'època, el punt que es va fer només a finals del 2007, amb la finalització definitiva de la transició de Nova York a les xarxes de corrent altern, a favor de Tesla.
Els primers generadors elèctrics que generaven corrent continu permetien una fàcil connexió a la línia i, per tant, als consumidors, mentre que els alternadors requerien la sincronització amb el sistema elèctric connectat.
És important destacar que els consumidors dissenyats per al corrent altern no existien originalment i es va inventar una modificació efectiva d'un motor d'inducció dissenyat directament per al subministrament de corrent altern. Nikola Tesla no fins al 1888, és a dir, sis anys després que Edison iniciés la primera central elèctrica de corrent continu a Londres.
Després que Edison patentés el seu sistema de generació i distribució d'electricitat de corrent continu el 1880, que incloïa tres cables: zero, més 110 volts i menys 110 volts, el gran inventor de la bombeta confiava ara que "fararia la il·luminació elèctrica tan barata". que només els rics utilitzaran espelmes. »
Així, com s'ha esmentat anteriorment, Edison va posar en marxa la primera central elèctrica de corrent continu el gener de 1882 a Londres, uns mesos més tard a Manhattan, i el 1887 més d'un centenar de centrals d'Edison DC estaven funcionant als Estats Units. En aquell moment, Tesla treballava per a Edison.
Malgrat el futur aparentment brillant dels sistemes DC d'Edison, tenien un inconvenient molt important. Els cables servien per transferir energia elèctrica a una distància, i a mesura que augmenta la longitud del cable, com sabeu, augmenta la seva resistència i, per tant, hi ha inevitables pèrdues de calor. Per tant, el problema requeria una solució: reduir la resistència dels cables, fer-los més gruixuts o augmentar la tensió per reduir el corrent.
En aquell moment, no hi havia mètodes efectius per augmentar la tensió de corrent continu i la tensió a les línies encara no superava els 200 volts, de manera que només era possible lliurar una potència significativa a una distància de no més d'1,5 km, i si la necessitat de transferir electricitat, a més, hi ha cables cars amb una gran secció transversal.
Així, l'any 1893, Nikola Tesla i el seu inversor, l'empresari George Westinghouse, van rebre l'encàrrec d'il·luminar una fira de Chicago amb dues-centes mil bombetes. Va ser una victòria.Tres anys més tard, es va construir la primera central hidroelèctrica de corrent altern a les cascades del Niàgara per transmetre electricitat a la propera ciutat de Buffalo.
És a dir, el 1928 els EUA ja havien deixat de desenvolupar sistemes de corrent continu, plenament convençuts dels avantatges del corrent altern. Després de 70 anys més, va començar el seu desmantellament, el 1998 el nombre d'usuaris de corrent continu a Nova York no superava els 4.600, i el 2007 ja no en quedava cap, quan l'enginyer en cap de Consolidated Edison va tallar simbòlicament el cable i la "Guerra del Corrents" s'havia acabat.
El canvi al corrent altern va colpejar fort Edison a la butxaca i, sentint-se derrotat, va començar a demandar per infracció dels seus drets de patent, però les decisions dels jutges no van ser a favor seu. Edison no es va aturar, va començar a organitzar manifestacions públiques on va matar animals amb corrent altern, intentant convèncer tothom dels perills d'utilitzar corrent altern i viceversa: la seguretat de les seves xarxes de corrent continu.
Finalment es va arribar al punt que el 1887, el soci d'Edison, l'enginyer Harold Brown, va proposar executar criminals amb corrent altern letal. Westinghouse i Tesla no van subministrar generadors per a això i fins i tot van contractar un advocat per a la seva dona Kemmer, que va ser condemnada a mort a la cadira elèctrica. Però això no va salvar, i el 1890 Kemmler va ser executat per corrent altern, i Edison va vetllar perquè el periodista subornat llençara fang a Westinghouse per això al seu diari.
Malgrat les males relacions públiques d'Edison, el sistema de CA de Tesla estava destinat a l'èxit.La tensió de CA es pot augmentar de manera fàcil i eficient amb transformadors i transmetre's per cables a distàncies de centenars de quilòmetres sense gaire pèrdua. Les línies d'alta tensió no requereixen l'ús de conductors gruixuts, i la baixada de tensió a les subestacions transformadores ha permès subministrar baixa tensió al consumidor per subministrar càrregues de CA.
Comença amb el fet que el 1885 Tesla es va retirar d'Edison i juntament amb Westinghouse va adquirir diversos transformadors Golar-Gibbs i un alternador fabricats per Siemens & Halske, després amb el suport de Westinghouse va començar els seus propis experiments. Com a resultat, un any després de començar els experiments, la primera central elèctrica de 500 volts va començar a funcionar a Great Barrington, Massachusetts.
Aleshores no hi havia motors adequats per a una potència de CA eficient, i ja el 1882 Tesla va inventar un motor elèctric polifàsic, patent per la qual va rebre el 1888, el mateix any que va aparèixer el primer comptador de CA. El sistema trifàsic es va presentar a Frankfurt del Main en una exposició el 1891, i el 1893 Westinghouse va guanyar una licitació per construir una central elèctrica a les cascades del Niàgara. Tesla creia que l'energia d'aquesta central hidroelèctrica seria suficient per a tots els Estats Units.
Per reconciliar Tesla i Edison, la Niagara Power Company va encarregar a Edison la construcció d'una línia elèctrica des de l'estació de les cascades del Niàgara fins a la ciutat de Buffalo. Com a resultat, General Electric, propietat d'Edison, va comprar l'empresa Thomson-Houston, que fabricava màquines de corrent altern, i va començar a fabricar-les ella mateixa.
Així doncs, Edison va tornar a aconseguir els diners, però la publicitat anti-AC no es va aturar: va publicar i distribuir als diaris imatges de l'execució per AC de Topsy l'elefant trepitjant tres treballadors del circ al Luna Park de Nova York el 1903.
Corrent continu i altern: avantatges i desavantatges
Històricament, el corrent continu s'ha utilitzat àmpliament per alimentar motors elèctrics excitats en sèrie en el transport. Aquests motors són bons perquè desenvolupen un parell elevat a un nombre baix de revolucions per minut, i aquest nombre de revolucions es pot ajustar fàcilment variant simplement la tensió de CC subministrada al bobinat del camp del motor o mitjançant un reòstat.
Els motors de corrent continu són capaços de canviar el seu sentit de gir gairebé instantàniament quan canvia la polaritat del subministrament al bobinatge de camp. Així, els motors de corrent continu encara s'utilitzen àmpliament en locomotores dièsel, locomotores elèctriques, tramvies, troleibusos, en diversos ascensors i grues.
El corrent continu es pot utilitzar per alimentar llums incandescents, diversos dispositius d'electròlisi industrial, galvanoplastia, soldadura sense problemes; també s'utilitza amb èxit per alimentar equips mèdics complexos.
Per descomptat, el corrent continu és útil en enginyeria elèctrica, ja que els circuits corresponents són fàcils de calcular i fàcils de controlar, no és en va que el 1887 als EUA hi havia més d'un centenar de centrals elèctriques de corrent continu, el treball sobre el qual va ser liderat per la companyia de Thomas Alva Edison. És evident que DC és convenient quan no es necessita cap conversió, és a dir. augment o disminució de la tensió, aquest és el principal desavantatge del corrent continu.
Malgrat els esforços d'Edison per introduir sistemes de transmissió de corrent continu, aquests sistemes també tenien un inconvenient important: la necessitat d'utilitzar una gran quantitat de materials i pèrdues de transmissió importants.
El fet és que la tensió a les primeres línies de corrent continu no supera els 200 volts i l'electricitat es pot transmetre a una distància de no més d'1,5 km de la central elèctrica, mentre que durant la transmissió es dissipa molta energia (recordeu La llei de Joule-Lenz).
Si encara era necessari transmetre més potència a una distància més gran, s'havien d'utilitzar cables gruixuts i pesats i això va resultar molt car.
El 1893, Nikola Tesla va començar a introduir els seus sistemes de CA, que presentaven una alta eficiència a causa de la naturalesa mateixa de l'AC. El corrent altern es pot convertir fàcilment mitjançant transformadors, augmentant la tensió, i després es va fer possible transferir energia elèctrica durant molts quilòmetres amb pèrdues mínimes.
Això és degut a que quan es subministra la mateixa potència a través dels cables, el corrent es pot reduir a causa de l'augment de la tensió, per tant les pèrdues de transmissió són menors i la secció transversal necessària del cable es redueix en conseqüència. És per això que les xarxes de CA s'han començat a introduir a tot el món.
Motors asíncrons en màquines i màquines de tall de metalls, els forns d'inducció s'alimenten amb corrent altern; també poden alimentar llums incandescents simples i qualsevol altra càrrega activa. Els motors i transformadors asíncrons van revolucionar l'enginyeria elèctrica precisament pel corrent altern.
Si es necessita corrent continu per a alguna finalitat, per exemple per carregar bateries, ara sempre es pot obtenir a partir de corrent altern amb l'ajuda de rectificadors.