Тесла и Эдисон: война токов

Эдисон и постоянный ток

Томас Эдисон к 1880 году был знаменит: он изобрёл фонограф и создал удобную лампу накаливания, которая горела сотни часов. Чтобы лампы покупали, нужно было провести в дома электричество. В 1882 году Эдисон открыл в Нью-Йорке первую в мире коммерческую электростанцию на Перл-стрит.

Его станции давали постоянный ток: заряды текут по проводам всё время в одну сторону, как в батарейке. Проблема в том, что постоянный ток плохо передаётся на расстояние: провода нагреваются и теряют энергию. Поэтому станции Эдисона приходилось ставить примерно через каждые полтора-два километра, по всему городу.

Тесла и переменный ток

Никола Тесла родился в 1856 году в селе Смилян в Австрийской империи, сейчас это Хорватия, в семье сербского священника. Он учился в Граце и Праге, работал в Париже и в 1884 году приехал в Нью-Йорк почти без денег. Некоторое время Тесла работал у Эдисона, но они рассорились и разошлись.

Тесла придумал систему переменного тока и двигатель, который на нём работает. В переменном токе заряды много раз в секунду меняют направление. В 1888 году Джордж Вестингауз купил патенты Теслы, и началось соревнование двух систем.

Война

Эдисон вложил в постоянный ток огромные деньги и стал убеждать публику, что переменный ток опасен. Его сторонники устраивали публичные показы, на которых убивали током животных, и газеты писали о «смертельном токе Вестингауза». Сторонники Эдисона даже добились, чтобы первый электрический стул для казни преступников в 1890 году работал на переменном токе, чтобы связать его со смертью.

Решающий удар нанесли два события. В 1893 году Вестингауз выиграл подряд на освещение Всемирной выставки в Чикаго, и сотни тысяч ламп показали, что переменный ток надёжен. А в 1895–1896 годах заработала электростанция на Ниагарском водопаде по системе Теслы, и ток пошёл в город Буффало за 40 километров.

Почему победил переменный

Всё решил трансформатор. Это устройство на основе электромагнитной индукции, открытой Майклом Фарадеем, легко повышает и понижает напряжение переменного тока. А с постоянным током в то время так сделать было нельзя.

Почему это важно: потери в проводах зависят от силы тока. Если передавать ту же мощность при высоком напряжении, сила тока будет маленькой, и потери резко уменьшатся. Поэтому на электростанции напряжение повышают до сотен тысяч вольт, гонят по ЛЭП на сотни километров, а у домов трансформаторы понижают его до 220 В.

P = U · I, потери = I² · R

Кто победил на самом деле

Переменный ток выиграл войну, и в розетках он почти по всему миру. В России его частота 50 герц: направление меняется 100 раз в секунду. Но постоянный ток никуда не делся. На нём работают вся электроника, аккумуляторы, электромобили и солнечные панели. Зарядка телефона превращает переменный ток розетки в постоянный.

А современная силовая электроника научилась менять напряжение и постоянного тока. Поэтому самые длинные линии электропередачи, иногда на тысячи километров, сейчас строят как раз на постоянном токе высокого напряжения: на очень больших расстояниях он выгоднее.

Эдисон получил больше тысячи патентов и остался знаменитым и богатым. Тесла умер в 1943 году в Нью-Йорке в бедности, но сегодня его имя носят единица магнитной индукции, тесла, и известная компания электромобилей.

Частые вопросы