Alternerande aktuell upptäcktshistoria. Nikola Tesla. Den som pratar med el. På väg mot elektricitetens tillkomst

Nikola Tesla är ingenjör, fysiker, nittonhundratalets största uppfinnare och vetenskapsman. Hans upptäckter förändrade världen för alltid, och hans liv och biografi är fyllda med fantastiska händelser. Tesla fick världsomspännande berömmelse som skaparen av den elektriska motorn, generatorn, flerfassystem och enheter som arbetar med växelström, vilket blev de viktigaste milstolparna i den andra etappen av den industriella revolutionen och de fantastiska fakta i hans biografi.

Nikola Tesla är också känd som en av dem som trodde på existensen av fri energi i etern. Genomförde ett stort antal experiment och experiment som bekräftade dess närvaro och möjligheten att använda eterisk teknologi. Han kallas en synsk som förutspådde den moderna världen, andra kallar honom en charlatan och en schizofren, och ytterligare andra kallar honom en stor uppfinnare och vetenskapsman.

Barndom

Fadern till den berömda vetenskapsmannen Milutin Tesla var en präst, hans mamma Georgina Tesla uppfostrade barn och hjälpte sin man i kyrkan. Nikola hade tre systrar och en bror som dog i barndom, faller från sin häst. Familjen bodde 6 km från staden Gospić i den serbiska byn Smiljany. Nikola Tesla föddes den 10 juli 1856.

Idag är forskarens hemland i Kroatien, på den tiden var det Österrike-Ungerns territorium. Pojken avslutar sin första klass i skolan i byn. Trots de trånga förhållandena och lärarbristen trivdes han väldigt bra där.

Därför upprörde nyheten om hans flytt till Gospic honom. Anledningen till denna förändring var befordran av hans far i rang. Nikola slutar högstadiet i Gospić.

Efter examen går han på ett treårigt gymnasium. Från barndomen lär han sig att vara självständig. Föräldrarna jobbar mycket, är sällan hemma och anhöriga tar hand om pojken. Hjälper till att sköta hushållet, får senare jobb på en fabrik för att tjäna fickpengar. Hösten 1870 gick han till Karlovac och gick in på Högre Realskolan.

Sjukdom

1873 fick Nikola Tesla sitt studentexamen och reflekterade över sitt öde. Föräldrarna ville att deras son skulle fortsätta sitt arbete och bli präst. Den unge mannen hade andra intressen som inte var relaterade till kyrkan. Han befinner sig vid ett vägskäl och reflekterar sorgset över framtiden. Eftersom Nikola inte vill vara olydig mot sina föräldrar, bestämmer sig Nikola för att studera andliga vetenskaper.

Ödet bestämde annat. En koleraepidemi bröt ut i Gospic och dödade en tiondel av stadsborna. Hela Teslas familj var sjuk, så Nikola var strängt förbjudet att återvända hem. Han går till sina föräldrar och blir snart sjuk. Nio månaders sjukdom, komplicerad av andra sjukdomar, blev en svår prövning för honom.

Situationen var hopplös, läkarna kunde inte hjälpa. En av krisens svåra dagar ägde ett samtal rum med min far. Fadern, som försökte muntra upp den unge mannen, sa att allt skulle bli bra och att han skulle bli bättre. Nikola svarade att han skulle klara det om hans far tillät honom att ägna sitt liv åt ingenjören. Fadern lovade sin döende son att han skulle studera vid det mest prestigefyllda universitetet i Europa.

Kanske var detta anledningen till Nikolas återhämtning. Själv minns han med tacksamhet helaren som befann sig i prästens hus när ingen hoppades på något. Äldre kvinna gav patienten ett avkok av bönor, vilket visade sig vara en mirakulös drog som satte den unge mannen på fötter. Efter tillfrisknandet gömde Nikola sig i bergen i tre år från att ha tjänstgjort i armén, eftersom han ännu inte hade återhämtat sig helt från sin sjukdom.

Efter en smärtsam sjukdom utvecklade Tesla en manisk rädsla för möjligheten att drabbas av infektionen igen. Han tvättade händerna ofta. När han märkte en fluga som kröp på bordet krävde han att disken skulle bytas ut. Det andra konstiga som han fick efter sin sjukdom var starka ljusglimtar som visade sig för honom, gömde verkliga föremål och ersatte tankar.

Därefter manifesterade sig denna funktion i det faktum att, tillsammans med blixtar, visioner om hans framtida uppfinningar uppstod. Den ovanliga gåvan uttrycktes i det faktum att forskaren föreställde sig en enhet eller enhet, testade den mentalt och implementerade den i verkligheten och fick en produkt redo att användas. Hans förmågor skulle vara avundsjuka på en modern dator.

Studier

1875 blev Nikola Tesla student vid Högre tekniska skolan i Graz (nu Graz tekniska universitet) och studerade elektroteknik. Under sitt första år, när han observerade Grams maskin, drar han slutsatsen att dess fulla funktion hämmas av motorns likström. Läraren kritiserade honom skarpt och sa att maskinen inte alls skulle fungera på växelström.

Under mitt tredje år blev jag spelberoende och förlorade mycket pengar. Han minns denna period av sitt liv och skriver det kortspel var inte underhållning för honom, utan en önskan att fly från misslyckanden.

Han delade ut vinsterna till förlorarna - för detta kallades han excentriker. Entusiasm spelande slutade med en stor förlust, varefter mamman fick låna pengar av en kompis för att betala av en spelskuld.

Den student som löser de mest komplexa problemen i sitt huvud, märkligt nog, klarade inte slutproven och tog därför inte examen från college. 1879 dör hans far. För att hjälpa familjen får Nikola jobb som gymnasielärare i Gospić. Året därpå, finansierat av sina farbröder, blir han student vid filosofiska fakulteten vid Prags universitet. Efter första terminen slutar han studierna och åker till Ungern.

Arbeta i Europa

1881 flyttade han till Budapest och arbetade på ingenjörsavdelningen på Central Telegraph som formgivare och tecknare. Här har han tillgång till studier av progressiva uppfinningar, möjlighet att experimentera och implementera sina egna idéer. Huvuduppgiften för denna period var uppfinningen av elmotorn med växelström.

På mindre än två månaders intensivt arbete skapar han alla enfas- och flerfasmotorer, alla systemmodifieringar förknippade med hans namn. Innovationen i Teslas verk var att tack vare dem blev det möjligt att överföra energi över långa avstånd, driva belysningsenheter, fabriksmaskiner och hushållsapparater.

1882 flyttade han till Paris och fick jobb på Continental Edison Company. Företaget arbetade med att bygga ett kraftverk för järnvägsstationen i Strasbourg. Tesla skickades dit för att lösa driftsproblem. I fritid vetenskapsmannen arbetar på en asynkron elektrisk motor och demonstrerar 1883 sitt arbete i Strasbourgs stadshus.

Jobba i Amerika

1884 återvände han till Paris, där han vägrades betalning av den utlovade bonusen. Förolämpad slutar Tesla sitt jobb och bestämmer sig för att åka till Amerika. Anländer till New York den 6 juli. Får jobb på Edison Machine Jobbar som reparationsingenjör för elmotorer och DC-generatorer.

Tesla hoppas kunna ägna sig åt sitt favoritarbete – att skapa nya maskiner, men uppfinnarens kreativa idéer irriterar Edison. Det uppstod en diskussion mellan dem. Om motståndaren förlorade skulle emigranten få nästan en miljon amerikanska dollar. Tesla vann argumentet genom att presentera 24 varianter av Edisons uppfinning. Med hänvisning till att tvisten var ett skämt gav han inga pengar.

Uppfinnaren slutar och blir arbetslös. För att på något sätt överleva gräver han diken och tar emot donationer. Under denna period träffade han ingenjör Brown, genom vars lätta hand intresserade människor lärde sig om vetenskapsmannens idéer. Ett laboratorium hyrs åt Nikola på Fifth Avenue, som senare blir Tesla Arc Light Company, som tillverkar båglampor för gatubelysning.

Sommaren 1888 inledde Tesla samarbete med amerikanen George Westinghouse. Industrimannen köper flera patent och ett parti båglampor av uppfinnaren. När han inser att han har ett geni framför sig, köper han ut nästan alla patent och bjuder in honom att arbeta i sitt eget företags laboratorium. Tesla vägrar, inser att detta kommer att begränsa friheten.

Under de mest fruktbara åren 1888-1895 utforskade vetenskapsmannen högfrekventa magnetfält. American Institute of Electrical Engineers bjuder in honom att hålla en föreläsning. Uppträdandet inför elingenjörer var en oöverträffad framgång.

År 1895, den 13 mars, brann laboratoriet på Fifth Avenue ner till grunden. Hans senaste uppfinningar förstördes också i branden. Forskaren sa att han var redo att återställa allt från minnet. Niagara Falls Company gav ekonomiskt stöd på $100 000. Tesla kunde börja arbeta i det nya laboratoriet i höstas.

Upptäckter och uppfinningar

Vad uppfann han? Nikola Tesla hade många uppfinningar, men de viktigaste upptäckterna för vetenskapen var:

En förstärkande transformator för excitation av jorden, som verkar i överföringen av elektrisk energi på ett liknande sätt som ett teleskop i astronomiska observationer.
Metod för att bevara och sända ljus;
Fältteori (roterande magnetfält);
Växelström;
AC-motor;
Teslaspolen;

Radio;
röntgenstrålar;
Förstärkande sändare;
Nikola Tesla turbin;
Skuggfotografering;
Neonlampor;
Adams hydroelektriska transformatorstation;
Teleautomat;
Asynkron motor;
Elektrodynamisk induktionslampa.
Fjärrkontroll;
Elektrisk ubåt;

Robotik;
Tesla ozongenerator;
Kall eld.
Trådlös kommunikation och obegränsad gratis energi;
Laser.
Plasmaboll.
Installation för produktion av kulblixtar.

Mysteriet kring Teslas personlighet gav upphov till myter och legender. Moderna forskare tvivlar på hans inställning till Philadelphia-skeppsexperimentet, Tunguska-meteoriten, skapandet av en elbil, dödsstrålar och några andra obekräftade sensationella upptäckter. Tesla trodde på det universella sinnet, Akashic Records, jordens energi och att det är en levande varelse.

Privatliv

Tesla hade en extravagant karaktär och konstiga vanor. Många kvinnor blev kära i honom, men han gjorde inget återgäldande och var inte gift. Han hade tron att familjeliv, att få barn är oförenligt med vetenskapligt arbete. Strax före sin död medger vetenskapsmannen att ge upp sitt personliga liv var ett omotiverat offer.

Tesla hade inget eget hem efter att han lämnade sina föräldrars hus. Bodde i ett laboratorium eller hotellrum. Han sov två timmar om dagen och en gång tillbringade han 84 timmar på jobbet utan att känna sig trött. En gång drack han whisky varje dag, i tron att det skulle förlänga hans liv. Samtidigt led han av neuroser och tvångstillstånd.

Han var en anhängare av Eugenics - mänskligt urval och preventivmedel.

Ett monument till den store uppfinnaren och vetenskapsmannen för hans prestationer och upptäckter restes i Silicon Valley 2013 med hjälp av frivilliga donationer från fans.

Pengar samlades in med hjälp av Kickstarter-tjänsten. I basen av statyn finns en kapsel som kommer att öppnas 2043. Monumentet är en fri punkt trådlös åtkomst på internet.

"Mannen som uppfann 1900-talet!" – det är vad moderna biografer kallar Tesla, och de gör detta utan någon överdrift. Han fick sin berömmelse tack vare sina progressiva åsikter och förmågan att bevisa deras giltighet. Tesla genomförde farliga experiment i vetenskapens namn och anses i vissa kretsar vara en figur förknippad med mystik. I det senare fallet har vi med största sannolikhet att göra med spekulationer, men vad som är säkert känt är att Nikola Teslas uppfinningar bidrog till framsteg över hela världen.

Nikola Teslas arv

Låt oss först titta på uppfinningar som är viktiga ur vetenskaplig synvinkel, men som sällan stöter på i moderna människors vardag.

Vi kommer att prata om en av Nikolas mest kända och spektakulära uppfinningar. En Tesla-spole är en typ av resonanstransformatorkrets. Denna enhet användes för att producera hög spänning hög frekvens.

Tesla-spolen var ett av verktygen för att studera naturen elektrisk ström och dess användningsmöjligheter

Tesla använde spolar under innovativa experiment inom området:

elektrisk belysning;
fosforescens;
röntgengenerering;
högfrekvent växelström;
elektroterapi;
radioteknik;
överför elektrisk energi utan ledningar.

Förresten, Nikola Tesla var en av de människor som förutspådde uppkomsten av Internet och moderna prylar.

Tesla-spolen är en tidig föregångare (tillsammans med induktionsspolen) till en modernare enhet som kallas en flyback-transformator. Den ger den spänning som behövs för att driva katodstråleröret på tv-apparater och datorskärmar. Versioner av denna spole används idag i stor utsträckning i radio, tv och annan elektronisk utrustning.

Spolen kan ses i all ära på vetenskapsmuseer eller på speciella utställningar.

En Tesla-spole i aktion är alltid ett spektakel:

Denna struktur, även känd som Tesla Tower, byggdes för att möjliggöra trådlös telekommunikation och demonstrera möjligheten att överföra elektrisk kraft utan ledningar.

Enligt Teslas idé skulle Wardenclyffe Tower vara ett steg mot skapandet Världsomspännande trådlöst system. Hans planer var att installera flera dussin transceiverstationer runt om i världen. Det skulle alltså inte finnas något behov av att använda högspänningsledningar. Det vill säga, i själva verket skulle vi ha ett globalt kraftverk. Förresten, Tesla kunde överföra elektricitet "genom luften" från en spole till en annan, så hans ambitioner var inte ogrundade.

Idag är Wardenclyffe en stängd anläggning

Wardenclyffe-projektet krävde stora kapitalinvesteringar och inledande skeden fick stöd från inflytelserika investerare. Men när arbetet med att bygga tornet nästan var klart förlorade Tesla sin finansiering och befann sig på randen till konkurs. Och allt för att Wardenclyffe kunde vara en förutsättning för gratis leveranser av elektricitet över hela världen, och detta kan förstöra vissa investerare vars verksamhet var knuten till elförsäljning.

Fans av olika konspirationsteorier kopplar samman Tunguska-meteoritens fall i Sibirien och Teslas experiment med tornet.

Röntgenstrålar

Wilhelm Roentgen upptäckte officiellt strålningen uppkallad efter honom den 8 november 1895. Men i själva verket var Nikola Tesla den första att observera detta fenomen. Redan 1887 började han forska med vakuumrör. Under sina experiment registrerade Tesla "speciella strålar" som kunde "genomskinliga" föremål. Först fäste forskaren inte stor vikt vid detta fenomen, med tanke på att långvarig exponering för röntgenstrålar är farligt för människor.

Nikola Tesla var den första som uppmärksammade farorna med röntgenstrålning

Tesla fortsatte dock forskningen i denna riktning och gjorde till och med flera experiment innan Wilhem Roentgens upptäckt, bland annat fotograferade hans handben.

Tyvärr inträffade i mars 1895 en brand i Teslas laboratorium, och uppgifterna om dessa studier gick förlorade. Efter upptäckten av röntgen tog Nikola, med hjälp av en apparat med vakuumrör, en bild av hans ben och skickade den till en kollega tillsammans med gratulationer. Roentgen berömde Tesla för hans högkvalitativa fotografi.

Samma skott av en fot i en sko

I motsats till vad många tror var Wilhem Roentgen inte bekant med Teslas arbete och kom till sin upptäckt på egen hand, vilket inte kan sägas om Guglielmo Marconi...

Radio och fjärrkontroll

Ingenjörer olika länder arbetade med radiokommunikationsteknik, samtidigt som forskningen var oberoende av varandra. Det mest slående exemplet: den sovjetiske fysikern Alexander Popov och den italienske ingenjören Guglielmo Marconi, som i sina länder anses vara radions uppfinnare. Marconi fick dock stor världsomspännande berömmelse genom att först etablera radiokommunikation mellan två kontinenter (1901) och få patent på sin uppfinning (1905). Därför tror man att han gjorde det största bidraget till utvecklingen av radiokommunikation. Men vad har Tesla med det att göra?

Radiovågor finns överallt idag

Som det visade sig var han den förste att avslöja naturen hos radiosignaler och 1897 patenterade han en sändare och mottagare. Marconi tog Teslas teknologi som grund och gjorde sin berömda demonstration 1901. Redan 1904 berövade patentverket Nicola radiopatentet och ett år senare tilldelades det Marconi. Tydligen kunde detta inte ha hänt utan det ekonomiska inflytandet från Thomas Edison och Andrew Carnegie, som var i konfrontation med Tesla.

År 1943, efter Nikola Teslas död, undersökte USA:s högsta domstol situationen och erkände det mer betydande bidraget från denna forskare som uppfinnaren av radioteknik.

Låt oss spola tillbaka lite. 1898, på den elektriska utställningen i Madison Square Garden, demonstrerade Tesla en uppfinning som han kallade "teleautomatics". Det var det faktiskt en modell av en båt, vars rörelse kan fjärrstyras via en fjärrkontroll.

Så här såg Teslas radiostyrda båt ut

Nikola Tesla visade faktiskt möjligheterna att använda radiovågsöverföringsteknik. Idag finns fjärrkontrollen överallt, från tv-fjärrkontrollen till drönarnas flygning.

Asynkronmotor och Tesla elbil

1888 fick Tesla patent på en elektrisk maskin där rotation skapas under påverkan av växelström.

Låt oss inte gå in på tekniska funktioner drift av en asynkronmotor - den som är intresserad kan bekanta sig med relevant material på Wikipedia. Vad du behöver veta är att motorn har en enkel design, inte kräver höga tillverkningskostnader och är driftsäker.

Tesla hade för avsikt att använda sin uppfinning som ett alternativ till förbränningsmotorer. Men det hände så att ingen under denna period var intresserad av sådana innovationer, och den ekonomiska situationen för forskaren själv tillät honom inte att gå vild.

Intressant fakta! Ett monument över den store uppfinnaren har rests i Silicon Valley. Det är symboliskt att han ger ut gratis Wi-Fi.

Det är omöjligt att inte nämna det höljda i mystik Tesla elbil. Det är just på grund av tvivelaktigheten i denna berättelse som vi inte kommer att presentera den som ett separat stycke. Dessutom behövdes ingen elmotor.

1931, New York. Nikola Tesla demonstrerade driften av en bil i vilken förment Istället för en förbränningsmotor installerades en 80 hk AC-motor. Forskaren körde runt på den i ungefär en vecka och accelererade till 150 km/h. Och haken är denna: motorn gick utan synlig kraftkälla, och bilen behöver laddas förment aldrig installerat. Det enda motorn var kopplad till var en låda gjord av glödlampor och transistorer, som Tesla köpte i en närliggande elektronikaffär.

En Pierce Arrow från 1931 användes för demonstrationen.

På alla frågor svarade Nikola att energi tas från etern. Tidningsskeptiker började anklaga honom för nästan svart magi, och det irriterade geniet, efter att ha tagit sin låda, vägrade att kommentera eller förklara någonting alls.

En liknande händelse i Teslas biografi äger verkligen rum, men experter tvivlar fortfarande på att han hittade ett sätt att få energi till en bil från "luft". För det första, i forskarens anteckningar finns det ingen antydan om en motor som drivs av eter, och för det andra finns det förslag på att Nikola lurade allmänheten på detta sätt för att uppmärksamma själva idén med elbilar. Och direkt för rörelsen av denna prototyp kunde antingen ett dolt batteri eller en förbränningsmotor med ett moderniserat avgassystem användas.

Nuförtiden verkar fördelarna med växelström mer än uppenbara, men på 80-talet av 1800-talet, på grund av frågan om vilken ström som är bättre och hur det är mer lönsamt att överföra elektrisk energi, bröt en skarp konfrontation ut. Huvudaktörerna i denna allvarliga strid var två konkurrerande företag - Edison Electric Light och Westinghouse Electric Corporation. 1878 grundade den briljante amerikanske uppfinnaren Thomas Alva Edison sitt eget företag, som var tänkt att lösa problemet med elektrisk belysning i vardagen. Uppgiften var enkel: att förskjuta gasstrålen, men för detta måste elektriskt ljus bli billigare, ljusare och mer tillgängligt för alla.

I förutseende av sina framtida upptäckter skrev Edison: "Vi kommer att göra elektrisk belysning så billig att bara de rika kommer att bränna ljus." Först utvecklade forskaren en plan för ett centralt kraftverk och ritade diagram för att ansluta kraftledningar till hus och fabriker. På den tiden genererades elektricitet med dynamo som drevs av ånga. Edison började sedan förbättra glödlampor och försökte utöka deras drift från de då tillgängliga 12 timmarna. Efter att ha gått igenom mer än 6 tusen olika prover för glödtrådar, bestämde sig Edison äntligen för bambu. Hans framtida kollega Nikola Tesla noterade snett: "Om Edison var tvungen att hitta en nål i en höstack, skulle han inte slösa tid på att bestämma dess mer troliga plats. Tvärtom skulle han genast, med ett bis febriga flit, börja undersöka strå efter halm tills han hittade det han letade efter.” Den 27 januari 1880 fick Edison patent på sin lampa, vars livslängd verkligen var fantastisk - 1200 timmar. Lite senare patenterade forskaren hela systemet för produktion och distribution av el i New York.

Edison. (Pinterest)

Samma år som Edison började tända den amerikanska metropolen kom Nikola Tesla in på filosofiska fakulteten vid Prags universitet, men studerade där bara en termin – det fanns inte tillräckligt med pengar för vidare studier. Han gick sedan in på Högre tekniska skolan i Graz, där han började studera elektroteknik och började fundera på bristerna i DC-elektriska motorer. 1882 lanserade Edison två likströmskraftverk i London och New York, och etablerade produktionen av dynamo, kablar, glödlampor och belysningsarmaturer. Två år senare skapar den amerikanske uppfinnaren ett nytt företag - Edison General Electric Company, som inkluderar dussintals Edison-företag utspridda över hela Amerika och Europa.

Samma år kom Tesla på hur man kunde utnyttja fenomenet med ett roterande elektromagnetiskt fält, vilket innebar att han kunde försöka designa en elmotor med växelström. Med denna idé gick forskaren till Continental Edison Companys representationskontor i Paris, men i det ögonblicket var företaget upptaget med att slutföra en stor order - byggandet av ett kraftverk för Strasbourgs järnvägsstation, under vilket många fel uppstod. Tesla skickades för att rädda situationen och kraftverket färdigställdes inom den krävda tidsramen. Den serbiske vetenskapsmannen åkte till Paris för att ta emot den utlovade bonusen på 25 000 dollar, men företaget vägrade att betala pengarna. Förolämpad bestämde sig Tesla för att inte längre ha något att göra med Edisons företag. Först ville han till och med åka till S:t Petersburg, eftersom Ryssland var känt vid den tiden för sina vetenskapliga upptäckter inom området för elektroteknik, i synnerhet uppfinningarna av Pavel Nikolaevich Yablochkov och Dmitry Aleksandrovich Lachinov. En av de anställda på Continental Company övertalade dock Tesla att åka till USA och gav honom ett rekommendationsbrev till Edison: "Det skulle vara ett oförlåtligt misstag att ge en sådan talang möjlighet att åka till Ryssland. Jag känner två fantastiska människor: en av dem är du, den andra är den här unge mannen.”

Edison General Electric Company. (Pinterest)

När Tesla anlände till New York 1884 började han arbeta på Edison Machine Works som ingenjör som reparerade likströmsmotorer. Tesla delade omedelbart sina tankar om växelström med Edison, men den amerikanske vetenskapsmannen inspirerades inte av sin serbiska kollegas idéer – han svarade mycket ogillande och rådde Tesla att ägna sig åt rent professionella angelägenheter på jobbet, och inte personlig forskning. Ett år senare erbjuder Edison Tesla en strukturell förbättring av DC-maskiner och lovar en bonus på 50 tusen dollar för detta. Tesla satte omedelbart igång och levererade mycket snart 24 versioner av Edisons nya maskiner, samt en ny switch och regulator. Edison godkände arbetet, men vägrade att betala pengarna och skämtade om att emigranten inte förstod amerikansk humor väl. Från det ögonblicket blev Edison och Tesla oförsonliga fiender.

Edison hade 1 093 patent på sitt namn – ingen annan i världen hade så många uppfinningar. En outtröttlig experimenterare tillbringade han en gång 45 timmar i laboratoriet och ville inte avbryta experimentet. Edison var också en mycket skicklig entreprenör: alla hans företag var lönsamma, även om rikedom som sådan var av lite intresse för honom. Jag behövde pengar för arbete: "Jag behöver inte de rikas framgång. Jag behöver inga hästar eller yachter, jag har inte tid med allt detta. Jag behöver en verkstad! Men 1886 hade Edison Corporation en mycket kraftfull konkurrent - Westinghouse Electric Corporation. George Westinghouse öppnade det första 500-volts AC-kraftverket 1886 i Great Barrington, Massachusetts.

Därmed upphörde Edisons monopol, eftersom fördelarna med nya kraftverk var uppenbara. Till skillnad från den amerikanske amatöruppfinnaren hade Westinghouse en grundlig kunskap om fysik, så han förstod perfekt den svaga länken i DC-kraftverk. Allt förändrades när han blev bekant med Tesla och hans uppfinningar och beviljade serberen patent på en växelströmsmätare och en flerfasig elmotor. Det var samma uppfinningar som Tesla en gång hade kontaktat det parisiska företaget Edison med. Nu köpte Westinghouse totalt 40 patent av den serbiske vetenskapsmannen och betalade den 32-årige uppfinnaren 1 miljon dollar.

Elektriska stolen. (Pinterest)

År 1887 fanns redan mer än 100 likströmskraftverk i USA, men välståndet för Edisons företag var på väg att ta slut. Uppfinnaren insåg att han var på gränsen till ekonomisk ruin och beslutade därför att stämma Westinghouse Electric Corporation för patentintrång. Stämningen avslogs dock, och sedan startade Edison en antipropagandakampanj. Hans huvudsakliga trumf var det faktum att växelström är mycket farligt för livet. Först började Edison offentligt demonstrera dödandet av djur med elektriska urladdningar, och sedan dök ett mycket framgångsrikt tillfälle upp: guvernören i New York ville hitta en human avrättningsmetod, ett alternativ till hängning - Edison uppgav omedelbart att han övervägde döden från växelström till att vara den mest humana. Även om han personligen förespråkade ett avskaffande av dödsstraffet, var problemet ändå löst.

För att skapa den elektriska stolen anlitade Edison ingenjören Harold Brown, som anpassade Westinghouses växelströmsgenerator för straffändamål. Edisons ivrige motståndare var kategoriskt emot dödsstraff och vägrade sälja sin utrustning till fängelser. Sedan köpte Edison tre generatorer genom dummies. Westinghouse anlitade de bästa advokaterna för de dödsdömda; en av brottslingarna räddades: dödsstraff han omvandlades till livstids fängelse. En journalist anställd av Edison publicerade en enorm exposéartikel där Westinghouse skyller på plågan som den avrättade mannen utsattes för.

Westinghouse Electric Corporation. (Pinterest)

Edisons "svarta PR" bar frukt: han lyckades fördröja nederlaget, men inte länge. 1893 vann Westinghouse och Tesla en order för att belysa Chicago Fair - 200 tusen elektriska glödlampor gick på växelström, och tre år senare installerade en tandem av forskare det första hydrauliska systemet vid Niagara Falls för att kontinuerligt driva staden Buffalo med växelström. Likströmskraftverk byggdes förresten i Amerika i ytterligare 30 år, fram till 1920-talet. Sedan stoppades deras konstruktion, men driften fortsatte till början av 2000-talet. Tesla och Westinghouse vann "strömningskriget". Och Edison reagerade så här: "Jag har aldrig lidit nederlag. Jag hittade precis 10 000 sätt som inte fungerar."

Konfrontationen mellan Nikola Tesla och Thomas Edison i slutet av 1800-talet skulle kunna kallas ett riktigt krig; det är inte för inte som deras rivalitet om vars teknologi för att överföra elektrisk energi skulle bli dominerande i världen fortfarande kallas "War of Strömmar.”

Tekniken för Teslas växelströmsledningar eller Edisons likströmsledningar är en verkligt epokgörande tvist, vars slut nåddes först i slutet av 2007, med det slutliga fullbordandet av New Yorks övergång till växelströmsnät, till förmån för Tesla .

De första elektriska generatorerna som producerade likström möjliggjorde en enkel anslutning till ledningen, och följaktligen till konsumenterna, medan växelströmsgeneratorer krävde synkronisering med det anslutna kraftsystemet.

Det är viktigt att konsumenter designade för växelström från början inte existerade, och en effektiv modifiering av en asynkronmotor designad direkt för växelströmseffekt uppfanns först 1888, det vill säga sex år efter att Edison lanserade det första likströmskraftverket i London .

Efter att Edison 1880 patenterade sitt system för produktion och distribution av elektrisk likströmsenergi, inklusive tre ledningar - noll, plus 110 volt och minus 110 volt, var den store uppfinnaren av glödlampan redan säker på att han skulle "göra elektrisk belysning så billigt att bara de rika kommer att använda ljus.”

Så, som nämnts ovan, lanserades det första likströmskraftverket av Edison i januari 1882 i London, några månader senare på Manhattan, och 1887 var mer än hundra Edison likströmskraftverk i drift i USA. Vid den här tiden arbetade Tesla för Edison.

Trots den till synes ljusa framtiden för Edisons DC-system hade de en mycket betydande nackdel. Ledningar användes för att överföra elektrisk energi över ett avstånd, och när längden på tråden ökar, ökar som bekant dess motstånd, och därför uppstår oundvikliga värmeförluster. Således krävde problemet en lösning - att minska ledningarnas motstånd, göra dem tjockare, eller att öka spänningen för att minska strömmen.

Det fanns inga effektiva metoder för att öka DC-spänningen vid den tiden, och spänningen i ledningarna översteg fortfarande inte 200 volt, så det var möjligt att överföra någon betydande effekt endast över ett avstånd på högst 1,5 km, och om du behöver för att överföra elektricitet vidare är det väldigt dyrt med stora tvärsnittsledningar.

Och så, 1893, fick Nikola Tesla och hans investerare, entreprenören George Westinghouse, en order om att lysa upp Chicago-mässan med tvåhundratusen elektriska glödlampor. Det var en seger. Tre år senare byggdes det första vattenkraftverket med växelström vid Niagarafallen för att överföra elektrisk energi till den närliggande staden Buffalo.

Men 1928 hade USA redan slutat utveckla likströmssystem, efter att ha blivit helt övertygade om fördelarna med växelström. Efter ytterligare 70 år började deras demontering, 1998 i New York översteg inte antalet DC-konsumenter 4 600, och 2007 fanns det inga kvar, när chefsingenjören för Consolidated Edison symboliskt klippte kabeln, och "Strömkriget ” var klar.

Bytet till växelström drabbade Edison hårt, och eftersom han kände sig besegrad började han stämma för intrång i sina patenträttigheter, men domarnas beslut var inte till hans fördel. Edison slutade inte, han började organisera offentliga demonstrationer där han dödade djur med växelström, försökte övertyga alla och allt om farorna med att använda växelström, och vice versa - om säkerheten i sina likströmsnät.

Så småningom kom det till den punkten att Edisons partner, ingenjör Harold Brown, 1887 föreslog att brottslingar skulle avrättas med dödlig växelström. Westinghouse och Tesla levererade inga generatorer för detta och anlitade till och med en advokat åt Kemmler, mördaren av hans fru som dömdes till döden i den elektriska stolen. Men detta räddade inte, och 1890 avrättades Kemmler med växelström, och Edison såg till att den mutade journalisten kastade lera mot Westinghouse för detta i sin tidning.

Trots Edisons fortsatta svarta PR var Teslas AC-system dömt till framgång. Växelspänningen kunde enkelt och effektivt ökas genom transformatorer och överföras över ledningar över avstånd på hundratals kilometer utan större förluster. Högspänningsledningar krävde inte användning av tjocka ledningar, och sänkning av spänningen vid transformatorstationer gjorde det möjligt att försörja låg spänning för att driva laster med växelström.

Det började med att Tesla 1885 lämnade Edison, och tillsammans med Westinghouse förvärvade flera transformatorer från företaget Golar-Gibbs och en växelströmsgenerator tillverkad av Siemens & Halske, varefter han med stöd av Westinghouse påbörjade sina egna experiment . Som ett resultat, ett år efter starten av experimenten, började det första 500-volts vattenkraftverket med växelström att fungera i Great Barrington, Massachusetts.

På den tiden fanns det inga motorer lämpliga för effektiv näring växelström, och redan 1882 uppfann Tesla en flerfasig elmotor, ett patent som han fick 1888, samma år dök den första växelströmsmätaren upp. Trefassystemet introducerades på Frankfurt am Main-utställningen 1891, och 1893 vann Westinghouse anbudet att bygga ett kraftverk vid Niagarafallen. Tesla trodde att energin från detta vattenkraftverk skulle räcka för att driva hela USA.

För att förena Tesla och Edison gav Niagara Power Company Edison i uppdrag att bygga en kraftöverföringsledning från Niagara Falls-stationen till staden Buffalo. Som ett resultat köpte General Electric, som ägs av Edison, företaget Thomson-Houston, som tillverkade växelströmsmaskiner, och började tillverka dem själv.

Så Edison blev rik igen, men han stoppade inte den svarta PR mot växelström - han offentliggjorde och cirkulerade i tidningar fotografier av avrättningen med växelström av elefanten Topsy, som trampade tre arbetare från New York Luna Park-cirkusen i 1903.

Lik- och växelström - fördelar och nackdelar

Likström, som det hände historiskt, har funnit bred användning för att driva elmotorer med seriemagnetisering i transporter. Sådana motorer är bra eftersom de utvecklar ett stort vridmoment vid ett lågt antal varv per minut, och detta antal varv kan enkelt justeras genom att helt enkelt ändra likspänningen som tillförs motorns fältlindning, eller genom att använda en reostat.

DC-elektriska motorer kan nästan omedelbart ändra rotationsriktningen när polariteten hos strömförsörjningen till excitationslindningen ändras. Således används likströmsmotorer fortfarande i stor utsträckning än idag på diesellok, elektriska lok, spårvagnar, trolleybussar och på olika hissar och kranar.

Likström kan enkelt driva glödlampor, olika enheter för industriell elektrolys, galvanisering, svetsning, och den används också framgångsrikt för att driva komplex medicinsk utrustning.

Naturligtvis är likström användbar inom elektroteknik, eftersom motsvarande kretsar är lätta att beräkna och enkelt styra; det är inte för inte att det 1887 fanns mer än hundra likströmskraftverk i USA, vars arbete leddes av Thomas Alva Edisons företag. Det är klart att likström är bekvämt när det inte finns något behov av omvandling, d.v.s. ökning eller minskning av spänningen, detta är den största nackdelen med likström.

Trots Edisons ansträngningar att införa likströmsöverföringssystem hade sådana system också en betydande nackdel - behovet av att använda en stor mängd material och betydande överföringsförluster.

Faktum är att spänningen i de första likströmsledningarna inte översteg 200 volt, och elektricitet kunde överföras över ett avstånd som inte översteg 1,5 km från kraftverket, medan mycket energi försvann under överföringen (kom ihåg).

Om det fortfarande var nödvändigt att överföra mer kraft över en längre sträcka, var det nödvändigt att använda tjocka, tunga ledningar, och det var mycket dyrt.

1893 började Nikola Tesla introducera sina växelströmssystem, som visade hög effektivitet på grund av själva växelströmmens väsen. Växelström kunde enkelt omvandlas genom transformatorer, öka spänningen, och sedan blev det möjligt att överföra elektrisk energi över många kilometer med minimala förluster.

Detta beror på att när samma ström tillförs genom ledningarna kan strömmen minskas genom att öka spänningen, därför är överföringsförlusterna lägre, och det erforderliga tvärsnittet av ledningarna minskas på motsvarande sätt. Det var därför AC-nätverk började implementeras över hela världen.

Växelström driver asynkronmotorer i maskiner och verktygsmaskiner, induktionsugnar; den kan också driva enkla glödlampor och andra aktiv belastning. Asynkrona motorer och transformatorer gjorde en verklig revolution inom elteknik tack vare växelström.

Om likström behövs för något ändamål, till exempel för att ladda batterier, så kan den nu alltid erhållas från växelström med hjälp av likriktare.

Ställer frågan "vem uppfann elektriciteten?" inte helt korrekt. Det är mer korrekt att fråga, vem upptäckte elektricitet? Det är omöjligt att svara entydigt. Elektricitetens historia går århundraden tillbaka till existensen av mänsklig civilisation.

Kronologi över stora upptäckter och uppfinningar

I modern värld Varje barn i medveten ålder möter elektricitet i huset. De första omnämnandena av observationer i naturen av detta fysiska fenomen går tillbaka till 400-talet f.Kr. e. Den store filosofen Aristoteles studerade ålens beteende, som slog deras offer med elektriska urladdningar.

Den legendariske vetenskapsmannen Thales of Miletus, som bodde i Antikens Grekland(V århundradet f.Kr.), nämnde i sina verk ett sådant fenomen som elektricitet. Han såg på hur bärnsten, gnuggade med en boll av ull, lockade till sig olika småsaker. Historiker känner igen den tid då experimenten beskrevs som perioden för upptäckten av elektricitet.

Viktig! Termen elektricitet kommer från ordet elektron, som betyder bärnsten.

Först från 1600-talet började en rad upptäckter och uppfinningar angående elektricitet. Wikipedia rapporterar om elektricitetens historia i viss detalj. Här är en kort lista över de viktigaste milstolparna i utvecklingen av vetenskapen om elektrisk energi:

I början av 1600-talet introducerade engelsmannen William Gilbert, medan han studerade magnetoelektriska fenomen, för första gången ett sådant begrepp som elektricitet (bärnsten).
Två år senare, 1663, demonstrerade borgmästaren i Magdeburg, Otto von Henricke, en elektrostatisk anordning bestående av en svavelkula monterad på en metallaxel. På sfärens yta, som ett resultat av friktion med handflatan, ackumulerades en statisk laddning av ström, som med sitt magnetfält attraherade eller stötte bort små föremål.

Nästan 60 år senare (1729) bestämde den engelske fysikern Stephen Gray experimentellt förmågan att leda ström av olika material.
Fyra år senare (1733) lade den franske fysikern Charles Dufay fram en tvivelaktig version om förekomsten av två typer av elektricitet, av glas- och hartsursprung. Han förklarade detta med att han fick en elektrisk laddning på ytan av en glasstav och en klump kåda genom att gnugga dem mot siden respektive ull.
1745 uppfanns Leyden-burken - prototypen av den moderna kondensatorn. Uppfinnarens författare var den holländska forskaren Pieter van Musschenbroeck.

Samtidigt försökte framstående ryska forskare Richman och Lomonosov i S:t Petersburg få en konstgjord blixtladdning under laboratorieförhållanden. Under nästa experiment dog Richman efter att ha fått en elektrisk stöt.
1785 märktes av registreringen i London av Coulombs lag, som bär namnet på dess författare. Forskaren underbyggde storleken på interaktionskraften mellan punktladdningar beroende på längden på gapet mellan dem.
Några år senare, 1791, publicerade Galvani en avhandling där han bevisade förekomsten av elektriska processer i djurens muskler.
I samma land demonstrerade Volta år 1800 en galvanisk cell - en källa för likström. Enheten var en vertikal struktur gjord av silver- och zinkskivor, fodrade med papper indränkt i en saltlösning.

Tjugo år senare upptäckte den danske fysikern Oersted förekomsten av den elektromagnetiska effekten. När han öppnade kontakterna på den elektriska kretsen märkte han vibrationer från nålen på en kompass som placerades bredvid honom.
Ett år senare upptäckte den store franske vetenskapsmannen Ampere ett magnetfält runt en växelströmsledare 1821.
1831 - Faraday skapar världens första strömgenerator. Genom att flytta en magnetiserad kärna inuti en spole av metalltråd, registrerade han manifestationen av en elektrisk laddning i dess varv. Forskaren var en av de fysiker som först skapade elektricitet i laboratoriet. Han underbyggde också teorin om elektromagnetisk induktion.

Notera! När praktiken ackumulerades som ett resultat av många experiment började behovet av teoretisk belägg för fenomen och uppkomsten av vetenskap relaterad till elektricitet uppstå.

Stadier av teoriskapande

Varje steg i konstruktionen av elektrisk teori byggdes på grundval av de personliga upptäckterna av framstående fysiker. Deras efternamn bildar en lista över namn som uppfinningen av elektricitet tillhör. Den teoretiska vetenskapliga grunden för elektricitet utvecklades gradvis allteftersom experimentell erfarenhet ackumulerades.

Termens utseende

Det nämndes redan ovan att begreppet "elektricitet" först introducerades av William Gilbert år 1600. Från det ögonblicket noterades datumet när elektricitet uppträdde.

Första elektrostatiska maskinen

Apparaten som demonstrerades 1663 av borgmästaren i Magdeburg Otto von Henricke anses vara den första elektrostatiska maskinen. Det var en hartskula monterad på en metallstav.

År 1745 hände en betydande händelse - den holländska forskaren Pieter van Musschenbroeck skapade en elektrostatisk kondensator. Apparaten fick sitt namn efter staden där uppfinningen gjordes - Leyden-burken.

Två typer av avgifter

Benjamin Franklin introducerade begreppet laddningspolaritet. Sedan dess har det varit ett axiom att varje elektrisk potential har negativa och positiva poler.

Benjamin Franklin

År 1747 skapar den amerikanske forskaren Benjamin Franklin sin egen teori om elektricitet. Han presenterade elektricitetens natur som en immateriell vätska i form av vissa vätskor.

Från teori till exakt vetenskap

Den teoretiska bas som ackumulerats under de senaste århundradena gjorde det möjligt att omformatera den förvärvade kunskapen till en exakt vetenskap under 1900-talet. Grundläggande upptäckter och uppfinningar dök upp tack vare de forskare som upptäckte den elektriska strömmens natur. Det är omöjligt att avgöra exakt vilket år artificiell elektricitet uppfanns. Detta skedde främst under 1700- och 1800-talen.

Det är ganska svårt att nämna vem som först uppfann strömmen. Detta kan med största sannolikhet tillskrivas antalet stora forskare som nämns ovan. Framstående fysiker från Amerika, England, Frankrike, Italien, Ryssland och många andra europeiska länder hade ett finger med i detta.

Sådana uppfinnare och teoretiker inom elektroteknik som Edison och Tesla förtjänar otvivelaktigt odödlig berömmelse. Den senare lade mycket ansträngning på att teoretiskt underbygga magnetismens natur och implementerade den framgångsrikt i praktiken. Tesla är skaparen av trådlös el.

Lag om laddningsinteraktion

En av de grundläggande tabletterna i vetenskapen om elektricitet är lagen om samverkan mellan laddningar, känd som Coulombs lag. Den anger att kraften av interaktion mellan två punktladdningar är direkt proportionell mot produkten av mängderna laddningar och omvänt proportionell mot avståndet i kvadrat mellan dessa punkter.

Uppfinningen av batteriet

Dokumentära bevis för uppfinningen av det elektriska batteriet anses vara den enhet som föreslagits av den italienske forskaren Alessandro Volta. Enheten kallades en voltaisk kolumn. Det var en sorts vad, gjord av koppar- och zinkplattor, ordnade med filtbitar fuktade med en lösning av svavelsyra.

En elektrisk potential skapades i toppen och botten av pelaren, vars urladdning kunde kännas genom att placera handflatorna på pelaren. Som ett resultat av växelverkan mellan metallatomer exciterade av elektrolyten ackumulerades elektricitet inuti batteriet.

Uppfinnaren av galvanisk elektricitet, Alessandro Volta, lade grunden till det som idag kallas batterier.

Uppkomsten av begreppet ström

Uttrycket "ström" uppstod samtidigt med tillkomsten av elektricitet i fysikern William Gilberts laboratorium 1600. Ström kännetecknar den elektriska energins riktning. Den kan vara antingen variabel eller konstant.

Elektrisk krets lag

Den tyske fysikern Kirchhoff gjorde ett ovärderligt bidrag till utvecklingen av teorin om elektricitet på 1800-talet. Han var författare till termer som gren, nod, kontur. Kirchhoffs lagar blev grunden för konstruktionen av alla elektriska kretsar av radioelektroniska och radiotekniska instrument och anordningar.

Den första lagen säger: "Summan av elektriska laddningar som kommer in i en nod under en viss tid är lika med summan av laddningar som lämnar den under samma tid."

Kirchhoffs andra position kan uttryckas på följande sätt: "När strömmar passerar genom alla grenar av kretsen sjunker potentialen. När de återgår till den ursprungliga noden är potentialen helt återställd och når sitt ursprungliga värde. Det vill säga, energiläckaget inom en sluten elektrisk krets är noll."

Elektromagnetisk induktion

Fenomenet med förekomsten av elektrisk ström i en sluten slinga av en ledare när ett växlande magnetfält passerar genom den beskrevs av Faraday 1831. Teorin om elektromagnetisk induktion gjorde det möjligt att upptäcka efterföljande lagar inom elektroteknik och uppfinna olika modeller av både lik- och växelströmsgeneratorer. Dessa enheter visar hur elektricitet uppträder och flyter som ett resultat av elektromagnetisk induktion.

Användning av elektrisk belysning i Ryssland

Även från skolan minns människor historien om utseendet på elektriska glödlampor i Ryssland. Det första experimentet med att skapa dessa enheter utfördes av den ryska forskaren Yablochkov. Deras enhet var baserad på förekomsten av en gnista mellan två kaolinelektroder.

År 1874 introducerade Yablochkov först en belysningsanordning med en elektrisk ljusbåge. Detta år kan betraktas som startpunkten när lätt elektricitet först dök upp i Ryssland. Därefter användes Yablochkov-ljus som bågstrålkastare på lokomotiv.

Före tillkomsten av Edisons glödlampor användes Yablochkovs kolljus under lång tid som den enda källan till elektrisk belysning i Ryssland.

Produktion och praktisk användning

Från tiden för den första elektriciteten till massproduktion av elektricitet och dess praktisk applikation Många upptäckter skulle ske och uppfinningar introducerades inom området generering och överföring av elektrisk energi.

Elproduktion och överföring

Med tiden började de uppfinna olika sätt generera elektricitet. Med tillkomsten av mobila, och därefter gigantiska kraftverk, uppstod problemet med att överföra elektricitet över långa avstånd.

Den vetenskapliga och tekniska revolutionen hjälpte till att lösa detta problem. Som ett resultat byggdes enorma kraftöverföringsnätverk som spänner över länder och hela kontinenter.

Ansökan

Det är nästan omöjligt att nämna en sfär av mänsklig aktivitet där elektricitet inte är inblandat. Det är den huvudsakliga energikällan i många livsuppehållande områden av mänsklig aktivitet.

Modern forskningsrunda

Ett storslaget genombrott i utvecklingen av elektroteknik gjordes av den legendariske vetenskapsmannen, fysikern och uppfinnaren Nikola Tesla vid 1800- och 1900-talens skiftning. Många av Teslas uppfinningar väntar fortfarande på en ny forskningsrunda inom området elektroteknik för att de ska kunna omsättas i praktiken.

Pågår just nu forskningspapper på att skaffa nya supraledande material, skapa perfekta komponenter i elektriska kretsar med hög effektivitet.

Ytterligare information. Upptäckten av grafen och produktionen av nya ledande material från det förutsäger enorma förändringar i användningen av elektricitet.

Vetenskapen står inte stilla. Varje år bevittnar mänskligheten uppkomsten av mer avancerade elkällor, tillsammans med skapandet av enheter, maskiner och olika enheter som förbrukar miljövänlig energi i form av elektrisk ström.