حرب التيارات

حرب التيارات أونزاع التيارات War of Currents، أومعركة التيارات، في نهاية سنة 1880، جورج وستنگهاوس وتوماس إديسون أصبحا خصوم بسبب ترويج إديسون للتيار المستمر لتوزيع الطاقة الكهربائية بدلاً من التيار المتردد، بمناصرة من العديد من الشركات الأوروپية، ووستنگهاوس إلكتريك ومقرها في پتسبرگ، پنسلڤانيا.

انتهت الحرب بفوز نيكولا تسلا وجورج وستنگهاوس على المنافس توماس إديسون، وتم بعد هذا الفوز اعتماد التيار الكهربائي المتناوب في كافة أنحاء العالم.

خلفية

المحول النموذجي معروض في Széchenyi István Memorial Exhibition، Nagycenk، المجر جورج وستنگهاوس، مبادر ومهندس أمريكي، دعم مالياً تطوير شبكة طاقة التيار الثابت لعملية.

خلال السنوات الأولى من توزيع الكهرباء، كان تيار إديسون المستمر هوالمعيار للولايات المتحدة ولم يرد إديسون فقدان جميع عائدات براءة الاختراع. كان التيار المستمر يعمل بشكل جيد مع المصابيح المتوهجة - التي كانت تستخدم يصفة رئيسية آنذاك - وفي المحركات. وكانت نظم التيار المستمر يمكن استخدامها مباشرة مع بطاريات التخزين، لتوفير التيار والدعم أثناء انقطاع الكهرباء من المولدات. يمكن بسهولة توازي مولدات التيار المستمر، للسماح بالتشغيل الاقتصادي باستخدام الآلات الصغيرة الخفيفة خلال فترات التحميل.

أثناءاستحداث نظام أديسون، لم يتوفر عملياً أي محرك للتيار المتردد. كان إديسون قد اخترع جهاز لقياس الاستهلاك للسماح للعملاء بدفع الفاتورة المتناسبة مع استهلاك الطاقة، ولكن هذا الجهاز يعمل فقط مع التيار المستمر. اعتباراً من 1882 وكانت جميع هذه المزايا التقنية للتيار المستمر فقط.

من خلال عمله مع المجالات المغناطيسية الدوارة، وضع تسلا نظام لتوليد الطاقة ونقلها، استخدام طاقة التيار المتردد. وإتحد مع جورج وستنگهاوس لترويج هذا النظام. وقد تجاوز حتى اقتنى وستنگهاوس حقوق نظام تسلا "النظام المتعدد الأطوار" وأيضا براءات الاختراع لمحولات التيار المتردد للوسيان جالارد وجون ديكسون جيبس.

كانت هناك الكثير من العوامل الخفية في هذا التنافس. فقد كان أديسون رجل معملي وصاحب تجارب من الدرجة الأولي، ولكنه لم يكن عالم الرياضيات. ولا يمكن حتى تفهم التيار المتردد فهماً سليماً، أواستغلالها من دون فهم كبير في الرياضيات والفيزياء الرياضية، والتي يمتلكها تسلا. كان تسلا يعمل لحساب أديسون ولكن بأقل تقدير (على سبيل المثال، عندما فهم لأول مرة إديسون بفكرة تسلا عن نقل الطاقة التيار المتردد، فرفضها فوراً قائلاً: "[تسلا] الأفكار رائعة، لكنها غير عملية على الإطلاق."). إنتابت تسلا المشاعر السيئة بسبب أنه قد خدع من قبل إديسون بأنه وعده بالتعويض عن عمله. وسوف يندم إديسون لاحقاً لأنه لم يستمع إلى تسلا ويستخدم التيار المتردد.

نقل الطاقة الكهربائية

الأنظمة المتنافسة

إن نظام إديسون للتيار المباشر يتكون من محطات توليد ومحطات توزيع ثقيلة التوصيل، لتصل إلي الزبون (الإنارة والمحركات). يعمل هذا النظام على نفس مستوى الجهد، عملى سبيل المثال، مصابيح 100 فولت في مسقط العميل يتم ربطها بمولد بقدرة 110 فولت، وذلك لتعويض الجهد الضائع في الأسلاك بين المولد والحمولة. وقد سقط الاختيار على مستوى الجهد لسهولة خلق المصباح ؛ فالمصابيح الفتيلية الكربون يمكن بناؤها على تحمل 100 فولت، وتوفير الإضاءة بثمن اقتصادي منافسا للغاز. في ذلك الوقت كان يرى حتى 100 فولت غير مرجح حتى يعرض لخطر الصعق بالكهرباء.

ولتوفير تكلفة التوصيل والنحاس، تم استعمال ثلاثة الأسلاك في نظام التوزيع. الثلاثة أسلاك كانوا كالأتى: +110 فولت، 0 فولت -110 فولت.أما مصابيح 100 فولت يمكن حتى تعمل إما بين +110 فولت -110 أما 0 فولت فتقوم فقط بنقل التيارات غير المتوازنة بين + و-. ينتج عن استخدام ثلاثة أسلاك استخدام أسلاك نحاسية أقل مقارنة لكمية الطاقة الكهربائية المرسلة، مع الاحتفاظ في الوقت نفسه (نسبيا) بتيار منخفض الفولتية. ولكن حتى مع هذا التجديد، كان انخفاض الجهد بسبب المقاومة للنظام التوصيل شديدا بحيث لا بد من وجود محطات توليد في محيط ميل واحد (1-2 كم) أونحوذلك من الحمل. لا يمكن استخدامها التيار المرتفع الفولتية بسهولة مع نظام التيار المباشر نظرا لعدم وجود التكنولوجيا المنخفضة التكلفة التي يمكن حتى تحول من ازدياد الجهد المرتفع إلى معدل استخدام منخفض الجهد.

أما نظام التيار المتردد، فقد استعمل محول بين التيار عالي الفولطية والأحمال المنخفضة للعميل. كالمصابيح والمحركات الصغيرة التي لا تزال تعمل بالجهد المنخفض. ومع ذلك يسمح محول الكهرباء بحمل الفولتية إلى أعلى من ذلك بكثير، أي عشرة أضعاف ذلك من الأحمال. نظرا لكمية الطاقة المنقولة، وسيكون حجم سلك متناسب عكسيا مع الجهد المستخدم، أوبعبارة أخرى : الطول المسموح به من الدوائر يمكن لكي  يزيد ما يقرب من مربع قيمة الجهد. هذه عملية هامة لأن محطات توليد أقل عددا وأكبر حجما يمكن حتى تخدم منطقة معينة.ويمكن حتى تمد الحمولات الكبيرة، مثل المحركات الصناعية أولمحولات الطاقة الكهربائية والسكك الحديدية، ويمكن حتى تخدم نفسها شبكة توزيع الإضاءة الأقل جهد، وذلك باستخدام محولات مناسبة مع الجهد المنخفض.

المراجع

kachaf.com

التصانيف

تراجم  أعلام   العلوم الاجتماعية   شخصيات