ساختمان هایی در نمایشگاه کلمبیایی 1893 World در شیکاگو ، که توسط جریان متناوب جورج وستینگهاوس روشن شده است. کتابخانه موزه درست / ویکی پدیا, CC BY

بسیاری از کارشناسان شبکه برق را مانند این می دانند بزرگترین موفقیت مهندسی قرن 20th. اما اگر توماس ادیسونمخترع اولین نیروگاه تجاریراه خود را کرده بود ، شبکه مدرن ساخته نمی شد. درعوض ، آمریكا می توانست از نیروگاه های زیادی برای سوختن ذغال سنگ بهره ببرد ، مسافتی معادل یك مایل به مسافت و مسافتی را كه فاقد برق در مناطق روستایی بود.

پیشگام ، مهندس و مخترع برق دیگر جورج وستینگهاوسمتقاعد شده بود که سیستم ادیسون برای استفاده از یک اصطلاح مدرن مقیاس نخواهد داشت. هنگامی که وستینگهاوس از فن آوری ای شنید که اجازه می دهد تا برق فقط از بین برود و در مسافت های طولانی تنها با ضررهای اندکی ارسال شود ، وارد تجارت انرژی شد.

"جنگ کنونی: کارگردان"داستان رقابت خود را می گوید. در حالی که فیلم کاملاً به تاریخ وفادار نیست ، اما نشان می دهد که پیشرفت های تکنولوژیکی که ممکن است در آن زمان باطنی به نظر برسند چگونه می توانند بر زندگی روزمره تأثیر بگذارند.

شبکه برق ایالات متحده بیش از 160,000 مایل خط انتقال دارد که برق را از نیروگاه ها به شهرها و شهرها منتقل می کند. جریان متناوب آن را عملی ساخت.

مطالب مرتبط

انرژی هسته ای به نوعی همیشه ضرر می کند

می توانیم با استفاده از سلولهای خورشیدی داخلی ، کاشی های سقفی بسازیم - اکنون چالشی برای ارزان تر ساختن آنهاست

همانطور که ماشین ها به طور مداوم بدون رانندگی تبدیل می شوند، افراد قبلا تجربه های مشابه موتور را تجربه می کنند

یک انتخاب کلیدی

"جنگ کنونی" انتخاب را روشن می کند جریان متناوب یا مستقیم برای انتقال نیروی برق از ایستگاه های تولیدی به مشتریان.

جریان مستقیم یا DC جریان دارد ، مثل آب که از یک پارچ درون لیوان ریخته می شود. چراغ قوه های مدرن باتری های DC کار می کنند ، که حداقل قدرت آن را ثابت نگه می دارند - حداقل تا زمانی که از بین بروند. جریان متناوب ، یا جریان الکتریکی متناوب ، به صورت دوره ای جهت را معکوس می کند ، سرخ می کند و بسیار شبیه به عجله آب از یک پمپ دستی پرنعمت است ، زیرا دسته به بالا و پایین فشار می یابد.

DC و AC از دو جهت استفاده در لامپ ها و تجهیزات استفاده می شود ، اما در صورت جابجایی هر نوع جریان از طریق کابل های برقی ، مقداری از مقاومت در برابر سیم ها را از دست می دهد. افزایش ولتاژ یا فشار باعث می شود جریان الکتریکی جریان یابد ، تلفات را به میزان زیادی کاهش می دهد. به عنوان مثال ، اگر ولتاژ دو برابر شود ، از بین می رود قدرت با ضریب چهار کاهش می یابد.

تصویری از هفته نامه Harpers از کارگران دفن خطوط برق DC از ایستگاه تولید خیابان مروارید ادیسون در شهر نیویورک ، 1882. ویکیمدیا

هنگامی که سیستم DC ادیسون در 1882 به بازار آمد ، افزایش ولتاژ آن برای کاهش تلفات انتقال بسیار فراتر از فناوری روز بود. از طرف دیگر ، افزایش یا کاهش ولتاژ AC - نسخه ای که Westinghouse در حال توسعه بود - فقط نیاز به یک قطعه ارزان از زخم آهن با چند سیم پیچ داشت.

مطالب مرتبط

چرا پیشگامان پیش بینی آب و هوا هنوز برای مبارزه با طوفان های بزرگ تلاش می کنند

چگونه می توان از گرما برای ذخیره انرژی تجدید پذیر استفاده کرد

سلولهای خورشیدی جدید به شما امکان چاپ صفحات خورشیدی را می دهند و آنها را در پشت بام می چسبانید

وستینگهاوس پتانسیل انقلابی این دستگاه را دید که به زودی به عنوان a شناخته می شود ترانسفورماتور ولتاژ، هنگامی که او یک حساب فنی از سیستم نمایش داده شده در صفحه را خواند نمایشگاه اختراعات لندن 1885. خیلی مدیر اجرایی بهتر از ادیسونوستینگهاوس فهمید که می توان برق را با ولتاژ بالا در طی چندین مایل به طور مؤثر منتقل کرد ، و نیاز به ساخت نیروگاه های تولید برق را بسیار کاهش داد.

او حق ثبت اختراع آمریكا را از ترانسفورماتور به دست آورد و بلافاصله Westinghouse Electric را تشکیل داد. هفت سال دیگر طول کشید و نبوغ مهاجر صرب نیکولا تسلا- که یک سری از اختراع کرده است موتورهای با دوام و قابل انعطاف که روی AC کار می کردند، سپس حق ثبت اختراع را به وستینگهاوس فروخت - قبل از اینکه مردم تشخیص دهند که برق AC بسیار ارزان تر از توان DC تأمین می کند.

داستانهای اختراع

اولین ترانسفورماتور تجاری که توسط ویلیام استنلی برای Westinghouse در 1886 طراحی شده است ، باعث افزایش و کاهش ولتاژ جریان جریان متناوب می شود. آزمایشگاه ملی میدان مغناطیسی بالا, CC BY-ND

پسندیدن استیو جابز در اپل ، ادیسون اسطوره ها را ایجاد کرد همانطور که او آینده را خلق می کرد. "جنگ کنونی" زمزمه ای را تکرار می کند که ادیسون در مورد فرستادن تعداد کارمندان برای جستجوی زمین فقط در قسمت مناسب درست می کند تا لامپ های او را بیش از 10 دقیقه بسوزانند.

در اواخر 1870s ، ادیسون و شیمیدان انگلیسی جوزف سوان لامپهایی را تولید کردند که از عناصر پنبه ای که از کربن به عنوان عناصر ساطع کننده نور استفاده می شود ، استفاده می کردند. پیشرفت کلیدی ادیسون در بهسازی تجهیزات در کار بود هوا را از لامپ مکیده و آن را آب بندی کنید، که با از بین بردن اکسیژن از قسمت داخلی لامپ مانع از سوختن رشته می شود. رشته در لامپ تخلیه شده بیش از 13 ساعت به طول انجامید ، اما داستان اغراق آمیز ادیسون از کاشفان حلقوی کاوشگر در جستجوی مواد بیش از یک قرن به طول انجامید.

"جنگ فعلی" مرتکب دو اشتباه جدی می شود. اول ، نشان می دهد فرانکلین پاپ، مهندس ارشد وستینگهاوس ، در حالی که در تلاش برای تولید ژنراتور AC در پیتسبورگ است ، خود را با انرژی الکتریسیته می کند. در حقیقت ، پاپ در اواخر 1860 برای ادیسون روی پروژه هایی که شامل آن بود کار کرد اختراع تیک سهام، و سپس به عنوان مشتری وستینگهاوس وکیل ثبت اختراع شد. وی در هنگام عیب یابی تجهیزات با ولتاژ بالا درگذشت در زیرزمین ماساچوست در 1895 ، سالها بعد از وقایع اصلی فیلم.

دوم ، نتیجه گیری فیلم در افتتاحیه نمایش داده می شود نمایشگاه جهانی 1893 شیکاگو، که توسط آن روشن شد جریان متناوب Westinghouse. این صحنه به اعدام یک قاتل محکوم در نیویورک ، در یک صندلی برقی AC منتقل می شود. ادیسون صندلی برقی را به مقامات ایالتی نیویورک ابلاغ کرده بود ، امیدوار بود که قدرت AC را با ایجاد مترادف در ذهن عموم با مرگ با برق توسط مترادف در اذیت کند. اما گرچه اعدام زحمت کشید و چهار دقیقه طول کشید تا مرد محکوم بمیرد ، قمار ادیسون شکست خورد. و این در 1890 ، سه سال قبل از نمایشگاه برگزار شد.

DC مدرن در مقابل AC

امروزه ، پیشرفت در الکترونیک قدرت تبدیل به ولتاژ DC را با دستگاههایی بسیار کوچکتر از آنهایی که برای AC استفاده می شود ، عملی و اقتصادی کرده است و امکان استفاده گسترده تر از جریان مستقیم را فراهم می آورد. DC مزایای مهمی را ارائه می دهد: این همان چیزی است که تجهیزات دیجیتالی و لامپ های جدید LED ما از آن استفاده می کنند ، بنابراین از تلفات تبدیل از AC به DC جلوگیری می کند.

باتری های وسیله نقلیه الکتریکی با جریان مستقیم کار می کنند.

خطوط انتقال ولتاژ بالا DC اکنون نیروگاه های سد برق آبی کانادا را به بوستون بیاورید. پانل های خورشیدی جریان مستقیم را تولید می کنند ، و بینایی ها تصور ساختمان ها را دارند کاملاً برای DC وصل شده است، تغذیه روشنایی LED و شارژ باتری های DC در وسایل نقلیه برقی. ریزگردهای جریان مستقیم را هدایت کنید تولید و ذخیره برق در محلی می تواند مقاومت در برابر حوادث طبیعی یا حملات عمدی را افزایش دهد.

مطالب مرتبط

باتری که می تواند خورشیدی و باد قدرت قابل ملاحظه ای را ایجاد کند

چگونه علمی تخیلی می تواند ما را از فناوری بد نجات دهد

سلولهای خورشیدی منحنی ممکن است یک قدم به واقعیت نزدیک تر باشند

سیستم قدرت ایالات متحده در نهایت می تواند با دیدگاه های ادیسون و وستینگهاوس ازدواج کند. اما از آنجا که فناوری AC گسترده است ، این انتقال ممکن است چندین دهه طول بکشد.

برای شرح دقیق تر از جنگ فعلی ، من کتاب خارق العاده جیل جانز مورخ را توصیه می کنم ، Empires of Light: ادیسون ، تسلا ، وستینگهاوس ، و مسابقه آنها برای برقراری جهان. اما "جنگ فعلی: برش کارگردان" دو نکته اصلی را به درستی دریافت می کند. اول ، ایجاد فناوری برای بیشتر تاریخ آمریکا محرک بزرگی ملی بوده است. دوم ، اختراعاتی که می توانند آن را در بازار بسازند مواردی هستند که واقعاً می توانند دنیا را تغییر دهند.

درباره نویسنده

جی آپت، استاد، دانشکده بازرگانی، مهندسی و سیاست عمومی تپپ و مدیر اجرایی، مرکز صنعت برق کارنگی ملون، کارنگی ملون، دانشگاه کارنگی ملون

این مقاله از مجله منتشر شده است گفتگو تحت مجوز Creative Commons دفعات بازدید: مقاله.

books_technology