آخرین اخبار

سیستم جریان مستقیم انتقال توان الکتریکی دارای محدودیت‌های بسیاری بود که توسط سیستم جریان متناوب تسلا شناخته و رفع شده بودند. بارهای زیاد جریان مستقیم سیم‌های مسی را ذوب می‌کردند و به ندرت می‌توانستند توان را در فاصله‌ای بلندتر از یک مایل ارسال کنند. پاسخ ادیسون به این ایراد این بود که توان را در نزدیکی محلی که بناست مصرف شود تولید کنیم و سیم‌های بیشتری را برای پاسخ دادن به نیاز فزاینده الکتریسیته بکار ببریم، اما اثبات شد که این راه حل غیر عملی است.

بهر حال مهمترین ایرادی که به سیستم جریان مستقیم ادیسون وارد می‌شد این بود که این سیستم عملاً ولتاژ ثابتی را فراهم می‌کرد و نمی‌شد توسط یک ترانسفورماتور ساده سطح ولتاژ آن را تغییر داد. این بدان مفهوم بود که خطوط الکتریکی جداگانه‌ای می‌بایست نصب می‌شد تا دستگاه هایی که ولتاژ‌های متفاوتی مصرف می‌کردند را بتوان بکار برد، که این موجب افزایش بیشتر تعداد سیم‌ها می‌شد که بایستی کار گذاشته و نگه داری می‌شدند که علی رغم اتلاف هزینه، خطرات جانی را نیز در بر داشت. مواردی از مرگ نیز به خاطر افتادن خطوط توان DC گزارش شده بود که منجر به بی نظمی شهرهایی که از توان DC استفاده می‌کردند نیز شده بود.

زمانی که تسلا جریان متناوب را پس از دریافت هفت حق ثبت اختراع برای ژنراتورها، ترانسفورماتورها، موتورها، سیم‌ها و روشنایی‌های جریان متناوب در تاریخ نوامبر و دسامبر ۱۸۸۷ م، معرفی کرد، برای همه روشن شد که جریان متناوب آینده توزیع توان الکتریکی را در دست خواهد گرفت. دیگر فواصل بلند مشکلی ایجاد نمی‌کردند و ولتاژ بالای AC می‌توانست همان مقدار از توان را که بطور طبیعی منجر به ذوب شدن سیم‌های جریان مستقیم می‌شد، بدون هیچ مشکلی حمل کند.

از همه مهمتر اینکه جریان و ولتاژ سیستم متناوب را می‌توان به راحتی توسط یک ترانسفورماتور تغییر داد. بر خلاف سیستم DC در این سیستم لامپی که نیاز به پنج ولت برای روشن شدن داشت می‌توانست از همان منبعی استفاده کند که یک ماشین با بیست ولت استفاده می‌کرد. ولتاژ جریان متناوب بدون ذوب شدن سیم ها، به مقصد ارسال می‌شد و سپس سطح ولتاژش پایین آوره می‌شد تا در خانه‌ها و کارخانه‌ها به مصرف برسد.
تصویر

AC در مقابل DC

مزیت‌های جریان متناوب برای توزیع توان در طول فواصل، به واسطه این حقیقت است که توان توسط رابطه ولتاژ ضرب در جریان (P=VI) محاسبه می‌شود.
برای یک توان معین، ولتاژ پایین نیاز به جریان بالاتر و یک ولتاژ بالا نیاز به جریان پایین تری دارد. اما به دلیل اینکه سیم‌های هدایت کننده دارای یک مقاومت معین هستند، بخشی از توان را در خود به صورت گرما تلف می‌کنند.
این توان تلف شده از این رابطه بدست می‌آید: P. = I^2/R و یا P. = V^2 /R (که در آن V افت ولتاژ در طول سیم است و نه ولتاژ کل).

در این صورت انتقال ولتاژ پایین و جریان بالا توان بسیار بیشتری را نسبت به ولتاژ بالا و جریان پایین هدر می‌دهد، هر چند که توان کلی انتقالی در هر دو حالت یکسان است. این رابطه چه در مورد سیستم متناوب و چه در مورد سیستم مستقیم صادق است. اما تبدیل توان DC به یک حالت ولتاژ بالا و جریان پایین بسیار مشکل است در حالی که در مورد توان AC این انتقال به راحتی صورت می‌گیرد. این نکته، کلید موفقیت سیستم AC است.

شبکه‌های توزیع جدید از ولتاژ‌های AC در سطوح ۳۳۰۰۰۰ تا ۵۰۰۰۰۰ ولت، اما با جریان هایی تنها ۹۰ آمپر و در این حدود استفاده می‌کنند.

آبشار نیاگارا

متخصصین برای استفاده از آبشار نیاگارا به منظور تولید الکتریسیته پیشنهادهایی را اعلام کردند. در برابر پیشنهاد جنرال الکتریک و ادیسون، سیستم AC تسلا، قرارداد کمیسون بین المللی آبشار نیاگارا را برد. این کمیسیون توسط لورد کلوین هدایت و توسط بازرگانانی نظیر جی. پی. موگان، لورد روتسچایدل و جان جاکوب آستور چهارم پشتیبانی می‌شد. کار بر روی پروژه نیروگاه آبشار نیاگارا در تاریخ ۱۹۸۳ آغاز شد و فن آوری تسلا برای تولید انرژی الکترومغناطیسی توسط آبشار، در آن بکار برده شد.

تبلیغات ادیسون

ادیسون در این هنگام شروع کرد به دلسرد کردن مردم نسبت به استفاده از جریان متناوب. خود او شخصاً، برای اینکه به مطبوعات نشان دهد که سیستم جریان مستقیم او مطمئن‌تر از سیستم متناوب است، تعداد زیادی از حیوانات، مانند سگ‌ها و گربه‌های ولگرد، را توسط جریان متناوب کشت.
ادیسون مخالف اعدام بود، اما خواست او برای ضربه زدن به سیستم جریان متناوب در نهایت منجر به اختراع یکی از معروف‌ترین دستگاه‌های اعدام شد.

ادیسون (یا آن گونه که گزارش شده برخی از کارمندان او) از AC برای ساختن اولین صندلی الکتریکی برای ایالت نیویورک استفاده کرد تا نشان دهد که جریان متناوب کشنده است.

تصور عمومی این است که ادیسون صندلی الکتریکی را تنها به عنوان وسیله‌ای برای تحت تاثیر قرار دادن عموم مردم نسبت به اینکه AC خطرناک‌تر از DC است اختراع کرد و به همین دلیل انتخاب آن برای اعدام الکتریکی منطقی است. در واقع این صندلی در ابتدا توسط تعدادی از کارمندان ادیسون، بویژه هارولد پی براون که در منلو پارک کار می‌کرد ساخته شده است.

از آبشار تا بوفالو

برخی شک داشتند که سیستم تسلا در آبشار نیاگارا بتواند الکتریسیته کافی را برای تامین توان مورد نیاز در کارخانه‌ها و صنایع بوفالو ایجاد کند. تسلا مطمئن بود که این سیستم کار می‌کند، و می‌گفت که آبشار نیاگارا می‌تواند توان مورد نیاز تمامی شرق ایالات متحده را تامین کند. در ۱۶ نوامبر ۱۸۹۶ م. نخستین توان الکتریکی از آبشار نیاگارا و توسط اولین نیروگاه دو فاز (که به عنوان ژنراتور برق آبی شناخته می‌شود) واقع در نیروگاه ادوارد دین آدامز، به کارخانجات و صنایع در بوفالو ارسال شد. ژنراتورهای هیدروالکتریکی توسط شرکت الکتریکی وستینگهاوس و بر اساس طرح‌های اختراع تسلا، ساخته شده بودند. پلاک‌های روی ژنراتور‌ها نام تسلا را بر خود حمل می‌کنند. او همچنین استاندار ۶۰ هرتز را برای آمریکای شمالی ارائه کرد. قریب به پنج سال طول کشید تا تمامی طرح کامل شود.

نتیجه

اختراعات ادیسون که از جریان DC استفاده می‌کردند در نهایت به دستگاه‌های AC که توسط دیگرانی، چون تسلا و نیز دیگر کمک کنندگان او مانند چارلز پروتیوس استینمتز (از جنرال الکتریک) ارائه شده بودند، باخت. با پشتیبانی مالی جرج وستینگهاوس، سیستم AC تسلا جایگزین سیستم DC شد و به طور وسیعی محدوده توزیع توان و نیز کارایی و امنیت توزیع توان را گسترش داد.
سیستم آبشار نیاگارا پایان خط ادیسون برای انتقال توان الکتریکی بود. در نهایت شرکت جنرال الکتریک ادیسون تبدیل به سیستم AC شد.

منبع : برق نیوز