Vem vann, Tesla eller Edison?

En gång har Edison, som den största uppfinnaren i läroböcker, alltid varit en frekvent besökare i sammansättningen av primära

och mellanstadieelever.Tesla, å andra sidan, hade alltid ett vagt ansikte, och det var bara på gymnasiet som

han kom i kontakt med enheten uppkallad efter honom i fysikklassen.

Men i och med internets spridning har Edison blivit mer och mer filistisk, och Tesla har blivit en mystisk

vetenskapsman i paritet med Einstein i många människors medvetande.Deras klagomål har också blivit föremål för gatorna.

Idag börjar vi med det elektriska strömkriget som bröt ut mellan de två.Vi kommer inte att prata om affärer eller människors

hjärtan, men bara prata om dessa vanliga och intressanta fakta från de tekniska principerna.

Tesla eller Edison

 

 

Som vi alla vet, i det pågående kriget mellan Tesla och Edison, överväldigade Edison personligen Tesla, men till slut

misslyckades tekniskt, och växelström blev kraftsystemets absoluta överherre.Nu vet barn det

Växelström används hemma, så varför valde Edison likström?Hur representerade AC-strömförsörjningssystemet

av Tesla slog DC?

Innan vi pratar om dessa frågor måste vi först klargöra att Tesla inte är uppfinnaren av växelström.Faraday

kände till metoden att generera växelström när han studerade fenomenet elektromagnetisk induktion 1831,

innan Tesla föddes.När Tesla var i tonåren hade stora generatorer funnits.

Det Tesla gjorde var faktiskt mycket nära Watt, vilket var att förbättra generatorn för att göra den mer lämpad för storskalig

AC kraftsystem.Detta är också en av faktorerna som bidrog till AC-systemets seger i det pågående kriget.Liknande,

Edison var inte uppfinnaren av likströms- och likströmsgeneratorer, men han spelade också en viktig roll i

främjande av likström.

Därför är det inte så mycket ett krig mellan Tesla och Edison som det är ett krig mellan två strömförsörjningssystem och verksamheten

grupper bakom dem.

PS: I processen med att kontrollera informationen såg jag att några människor sa att Raday uppfann världens första generator –

deskivgenerator.Faktum är att detta uttalande är fel.Det framgår av det schematiska diagrammet att skivgeneratorn är en

DC generator.

Varför Edison valde likström

Kraftsystemet kan enkelt delas in i tre delar: kraftgenerering (generator) – kraftöverföring (distribution)

(transformatorer,ledningar, strömbrytare etc.) – strömförbrukning (olika elektrisk utrustning).

På Edisons era (1980-talet) hade likströmssystemet en mogen likströmsgenerator för kraftgenerering, och ingen transformator behövdes

förkraftöverföring, så länge ledningarna var uppförda.

När det gäller belastningen använde alla på den tiden huvudsakligen el till två uppgifter, belysning och drivande av motorer.För glödlampor

används för belysning,så länge spänningen är stabil spelar det ingen roll om det är DC eller AC.När det gäller motorer, på grund av tekniska skäl,

AC-motorer har inte använtskommersiellt, och alla använder DC-motorer.I denna miljö kan likströmssystemet vara

sägs vara åt båda hållen.Dessutom har likström en fördel att växelström inte kan matcha, och det är bekvämt för lagring,

så länge det finns ett batteri,den kan lagras.Om strömförsörjningssystemet misslyckas kan det snabbt byta till batteriet för strömförsörjning

nödfall.Vårt vanligasteUPS-systemet är faktiskt ett likströmsbatteri, men det omvandlas till växelström i utgångsänden

genom kraftelektronik.Även kraftverkoch transformatorstationer måste vara utrustade med DC-batterier för att säkerställa strömmen

leverans av nyckelutrustning.

Så, hur såg växelström ut då?Man kan säga att det inte finns någon som kan slåss.Mogna AC-generatorer – finns inte;

transformatorer för kraftöverföring – mycket låg verkningsgrad (reluktans och läckageflöde orsakat av linjär järnkärnstruktur är stora);

vad gäller användare,om DC-motorer är anslutna till växelström, kommer de fortfarande nästan, det kan bara betraktas som en dekoration.

Det viktigaste är användarupplevelsen – strömförsörjningsstabiliteten är mycket dålig.Inte bara kan växelström inte lagras

som direktström, men växelströmssystemet använde serielaster vid den tiden, och att lägga till eller ta bort en belastning på linjen skulle

orsaka förändringar ispänning på hela linjen.Ingen vill att deras glödlampor ska flimra när belysningen bredvid tänds och släcks.

Hur växelström uppstod

Tekniken utvecklas, och snart, 1884, uppfann ungrarna en högeffektiv transformator med sluten kärna.Järnkärnan av

denna transformatorbildar en komplett magnetisk krets, som avsevärt kan förbättra transformatorns effektivitet och undvika energiförlust.

Det är i princip samma sakstruktur som den transformator vi använder idag.Stabilitetsproblem är också lösta som serieförsörjningssystemet är

ersättas av ett parallellt försörjningssystem.Med dessa möjligheter kom Tesla äntligen på scenen, och han uppfann en praktisk generator

som skulle kunna användas med denna nya typ av transformator.Faktum är att samtidigt som Tesla fanns dussintals uppfinningspatent relaterade

till generatorer, men Tesla hade fler fördelar, och värderades avWestinghouse och främjas i stor skala.

När det gäller efterfrågan på el, om det inte finns någon efterfrågan, skapa efterfrågan.Det tidigare växelströmssystemet var enfas växelström,

och Teslauppfann en praktisk flerfasig AC-asynkronmotor, som gav AC en chans att visa sina talanger.

Det finns många fördelar med flerfas växelström, såsom enkel struktur och lägre kostnad för transmissionsledningar och elektriska

Utrustning,och den mest speciella är i motordrift.Flerfas växelström är sammansatt av sinusformad växelström med

en viss fasvinkelskillnad.Som vi alla vet kan förändrad ström generera ett förändrat magnetfält.Ändra till förändring.Om

arrangemanget är rimligt, det magnetiskafältet kommer att rotera med en viss frekvens.Om den används i en motor kan den driva rotorn att rotera,

som är en flerfas AC-motor.Motorn som uppfanns av Tesla baserad på denna princip behöver inte ens ge ett magnetfält för

rotorn, vilket avsevärt förenklar strukturenoch kostnaden för motorn.Intressant nog använder Musks "Tesla" elbil också asynkron AC

motorer, till skillnad från mitt lands elbilar som främst användersynkrona motorer.

W020230217656085181460

När vi kom hit fann vi att växelström har varit i nivå med likström när det gäller kraftgenerering, överföring och förbrukning,

så hur höjde den till himlen och ockuperade hela kraftmarknaden?

Nyckeln ligger i kostnaden.Skillnaden i förlusten i överföringsprocessen för de två har helt vidgat klyftan mellan

DC och AC transmission.

Om du har lärt dig grundläggande elkunskaper vet du att vid långdistanskraftöverföring leder lägre spänning till

större förlust.Denna förlust kommer från värmen som genereras av linjemotståndet, vilket kommer att öka kostnaden för kraftverket för ingenting.

Utspänningen från Edisons DC-generator är 110V.En sådan låg spänning kräver att en kraftstation installeras nära varje användare.I

områden med stor strömförbrukning och täta användare, är strömförsörjningens räckvidd till och med bara några kilometer.Till exempel Edison

byggde det första likströmsförsörjningssystemet i Peking 1882, som bara kunde leverera ström till användare inom 1,5 km runt kraftverket.

För att inte tala om infrastrukturkostnaden för så många kraftverk, kraftverkens kraftkälla är också ett stort problem.Vid den tiden,

för att spara kostnader var det bäst att bygga kraftverk nära floder, så att de kunde generera el direkt från vatten.Dock,

för att tillhandahålla el till områden långt borta från vattenresurser måste värmekraft användas för att generera el, och kostnaden

av förbränning av kol har också ökat mycket.

Ett annat problem orsakas också av kraftöverföring på långa avstånd.Ju längre linjen är, desto större motstånd, desto mer spänning

fall på linjen, och spänningen hos användaren längst bort kan vara så låg att den inte kan användas.Den enda lösningen är att öka

kraftverkets utspänning, men det kommer att göra att spänningen hos användare i närheten blir för hög, och vad ska jag göra om utrustningen

är utbränd?

Det finns inga sådana problem med växelström.Så länge en transformator används för att öka spänningen, kraftöverföring på tiotals

kilometer är inga problem.Det första växelströmsförsörjningssystemet i Nordamerika kan använda 4000V spänning för att leverera ström till användare 21 km bort.

Senare, med hjälp av Westinghouse AC-kraftsystem, var det till och med möjligt för Niagarafallen att driva Fabro, 30 kilometer bort.

W020230217656085295842

Tyvärr kan likström inte förstärkas på detta sätt.Eftersom principen som antas av AC-boosten är elektromagnetisk induktion,

enkelt uttryckt, den förändrade strömmen på ena sidan av transformatorn alstrar ett föränderligt magnetfält, och det förändrade magnetfältet

producerar en växlande inducerad spänning (elektromotorisk kraft) på andra sidan.Nyckeln för att en transformator ska fungera är att strömmen måste

förändring, vilket är precis vad DC inte har.

Efter att ha uppfyllt denna serie av tekniska villkor, besegrade AC-strömförsörjningssystemet fullständigt DC-kraften med sin låga kostnad.

Edisons likströmsbolag omstrukturerades snart till ett annat berömt elbolag – General Electric i USA..


Posttid: 29 maj 2023