かつてエジソンは、教科書の中で最も偉大な発明家として、常に初等教育の構成に頻繁に登場しました。
そして中学生。一方、テスラは常に曖昧な顔をしており、それが現れたのは高校生の時だけでした。
彼は物理の授業で自分の名前にちなんで名付けられたユニットに遭遇しました。
しかし、インターネットの普及により、エジソンはますます俗人化し、テスラは謎に満ちた存在になってしまいました。
多くの人の心の中にはアインシュタインと同等の科学者がいます。彼らの不満も巷で話題になっている。
今日は両者の間で勃発した電流戦争から始めます。ビジネスや人のことについては話しません
しかし、技術的な原則からのこれらの平凡で興味深い事実についてのみ話します。
誰もが知っているように、テスラとエジソンの間の現在の戦争では、エジソンは個人的にテスラを圧倒しましたが、最終的には
技術的に失敗し、交流が電力システムの絶対的な支配者となった。今の子供たちはそれを知っています
家庭では交流電源が使われているのに、なぜエジソンは直流電源を選んだのでしょうか?交流電源システムはどのように表現されたのか
テスラビートDC?
これらの問題について話す前に、まずテスラが交流の発明者ではないことを明確にしておく必要があります。ファラデー
1831年に電磁誘導現象を研究したとき、交流を発生させる方法を知った。
テスラが生まれる前。テスラが 10 代の頃には、大型のオルタネーターが登場していました。
実際、テスラが行ったことはワットに非常に近いもので、オルタネーターを改良して大規模発電に適したものにするというものでした。
AC 電源システム。これも今回の戦争でACシステムが勝利した要因の一つである。同様に、
エジソンは直流および直流発電機の発明者ではありませんでしたが、発電機の発明でも重要な役割を果たしました。
直流化の促進。
したがって、これはテスラとエジソンの間の戦争というよりも、2 つの電力供給システムとビジネスの間の戦争なのです。
彼らの後ろのグループ。
PS: 情報をチェックしている過程で、ラデーが世界初のオルタネーターを発明したと言う人がいることを知りました –
のディスクジェネレーター。実際、この発言は間違っています。概略図から、ディスクジェネレーターが
直流発電機。
エジソンが直流を選んだ理由
電力システムは簡単に発電(発電機)~送電(配電)の3つに分けられます。
(トランスフォーマー、回線、スイッチなど) – 消費電力(さまざまな電気機器)。
エジソンの時代 (1980 年代)、直流電力システムには発電用の成熟した直流発電機があり、変圧器は必要ありませんでした。
のために電線が設置されている限り、送電が可能です。
負荷に関して言えば、当時は照明とモーターの駆動という2つの仕事に電気を主に使っていました。白熱灯用
照明に使用される、電圧が安定していればDCでもACでも問題ありません。モーターに関しては技術的な理由により、
ACモーターは使用されていません商用化されており、誰もが DC モーターを使用しています。この環境では、DC 電源システムは次のようになります。
双方向だと言われています。また、直流には交流にはない利点があり、保管にも便利です。
バッテリーがある限り、保管することができます。電源システムに障害が発生した場合、すぐにバッテリーからの電力供給に切り替えることができます。
緊急の場合。私たちがよく使うのはUPS システムは実際には DC バッテリーですが、出力端で AC 電力に変換されます。
パワーエレクトロニクス技術を通じて。発電所だって変電所には電力を確保するために DC バッテリーを装備する必要があります。
主要な機器の供給。
では、当時の交流とはどのようなものでしょうか?戦える者はいないと言ってもいい。成熟した交流発電機 – 存在しません。
送電用変圧器 - 効率が非常に低い(線形鉄心構造による磁気抵抗と漏れ磁束が大きい)。
ユーザーに関しては、DC モーターが AC 電源に接続されている場合でも、ほとんど装飾としか考えられません。
最も重要なことはユーザーエクスペリエンスです。電源の安定性は非常に悪いです。交流は蓄電できないだけではなく、
直接のようなしかし、当時の交流システムは直列負荷を使用しており、ラインに負荷を追加または削除すると、
変化を引き起こすライン全体の電圧。隣の家の照明が点いたり消えたりするときに電球がちらつくことを望む人はいません。
交流はどのようにして生まれたのか
技術は発展しており、すぐに 1884 年にハンガリー人が高効率の密閉型変圧器を発明しました。の鉄心
この変圧器完全な磁気回路を形成し、変圧器の効率を大幅に向上させ、エネルギー損失を回避します。
基本的には同じです私たちが現在使用している変圧器の構造です。シリーズ供給システムであるため、安定性の問題も解決されます。
並列供給システムに置き換えられます。このような機会を経て、テスラはついに登場し、実用的なオルタネーターを発明しました。
この新しいタイプの変圧器で使用できる可能性があります。実際、テスラと同時期に、関連する発明特許が数十件ありました。
しかし、テスラにはそれ以上の利点があり、テスラは高く評価されていました。ウェスチングハウスと大規模にプロモーションされました。
電力の需要も、需要がないなら需要を作る。従来の交流電源システムは単相交流でしたが、
そしてテスラ実用的な多相交流非同期モーターを発明し、交流の才能を発揮する機会を与えました。
多相交流には、構造が簡単で送電線や電力のコストが低いなど、多くの利点があります。
装置、そして最も特別なのはモータードライブです。多相交流は、次の正弦波交流で構成されます。
特定の位相角違い。誰もが知っているように、電流が変化すると磁場が変化する可能性があります。変化には変化を。もし
配置が合理的で、磁気フィールドは特定の周波数で回転します。モーターに使用すると、ローターを回転させることができます。
これは多相ACモーターです。この原理に基づいてテスラが発明したモーターは、磁界を供給する必要さえありません。
構造を大幅に簡素化するローターそしてモーターのコスト。興味深いことに、マスク氏の「テスラ」電気自動車も非同期ACを使用している
主にモーターを使用する私の国の電気自動車とは異なります。同期モーター。
ここに来て、交流電力は発電、送電、消費の点で直流電力と同等であることがわかりました。
では、どのようにして空にまで高騰し、電力市場全体を占領したのでしょうか?
鍵はコストにあります。両者の伝送過程における損失の差により、両者の差は完全に広がってしまいました。
DCおよびAC伝送。
基礎的な電気知識を学んだ人ならわかると思いますが、長距離送電では電圧が低いほど電力が供給されません。
より大きな損失。この損失はライン抵抗によって発生する熱によって発生し、無駄に発電所のコストが増加します。
エジソンの直流発電機の出力電圧は110Vです。このような低電圧では、各ユーザーの近くに発電所を設置する必要があります。で
電力消費量が多く、ユーザーが密集している地域では、電力供給範囲はわずか数キロメートルですらあります。たとえば、エジソン
は 1882 年に北京に最初の直流電力供給システムを構築しましたが、このシステムは発電所の周囲 1.5km 以内のユーザーにのみ電力を供給できました。
非常に多くの発電所のインフラコストは言うまでもなく、発電所の電源も大きな問題です。その時、
コストを節約するには、川の近くに発電所を建設し、水から直接発電できるようにするのが最善でした。しかし、
水資源から遠く離れた地域に電気を供給するには、火力発電を利用する必要があり、コストがかかります。
燃焼する石炭の量も大幅に増加しました。
また、長距離電力伝送では別の問題も発生します。線が長いほど抵抗が大きくなり、電圧が高くなります
ライン上で電圧が低下すると、ユーザーの最遠端の電圧が非常に低くなり、使用できなくなる可能性があります。唯一の解決策は増やすことです
発電所の出力電圧ですが、近くのユーザーの電圧が高くなりすぎます。設備が故障した場合はどうすればよいですか
燃え尽きていますか?
交流であればそのような問題はありません。変圧器を使って電圧を昇圧すれば、数十の電力を伝送できます。
キロは問題ありません。北米初のAC電源システムは4000Vの電圧を使用して21km離れたユーザーに電力を供給できる。
その後、ウェスチングハウスの AC 電力システムを使用して、ナイアガラの滝から 30 キロメートル離れたファブロに電力を供給することも可能になりました。
残念ながら、直流電流をこの方法で昇圧することはできません。ACブーストの原理は電磁誘導であるため、
簡単に言うと、変圧器の片側の電流の変化により磁界の変化が発生し、磁界の変化が発生します。
反対側に変化する誘導電圧 (起電力) が発生します。変圧器が機能するための鍵は、電流が
変化、それはまさに DC にはないものです。
この一連の技術条件を満たした交流電源システムは、その低コストで直流電源を完全に打ち負かしました。
エジソンの直流電力会社はすぐに別の有名な電力会社、米国のゼネラル・エレクトリック社に再編されました。。
投稿日時: 2023 年 5 月 29 日