Guerre des courants - Tesla contre Edison
L'affrontement entre Nikola Tesla et Thomas Edison à la fin du XIXe siècle peut être qualifié de véritable guerre, et ce n'est pas pour rien que leur rivalité, dont la technologie de transmission de l'énergie électrique deviendra dominante dans le monde, s'appelle encore la "guerre des courants".
La technologie des lignes à courant alternatif de Tesla ou lignes d'Edison est une véritable polémique d'époque, le point qui n'a été fait que fin 2007, avec l'achèvement définitif de la transition de New York vers les réseaux à courant alternatif, au profit de Tesla.
Les premiers générateurs électriques générant du courant continu permettaient un raccordement aisé à la ligne et donc aux consommateurs, tandis que les alternateurs nécessitaient une synchronisation avec le réseau électrique connecté.
Il est important de noter que les consommateurs conçus pour le courant alternatif n'existaient pas à l'origine et qu'une modification efficace d'un moteur à induction conçu directement pour l'alimentation en courant alternatif a été inventée. Nicolas Tesla pas avant 1888, c'est-à-dire six ans après qu'Edison ait lancé la première centrale électrique à courant continu à Londres.
Après qu'Edison ait breveté son système de génération et de distribution d'électricité à courant continu en 1880, qui comprenait trois fils - zéro, plus 110 volts et moins 110 volts, le grand inventeur de l'ampoule était désormais convaincu qu '«il rendrait l'éclairage électrique si bon marché que seuls les riches utiliseront des bougies. »
Ainsi, comme mentionné ci-dessus, la première centrale électrique à courant continu a été lancée par Edison en janvier 1882 à Londres, quelques mois plus tard à Manhattan, et en 1887, plus d'une centaine de centrales électriques Edison DC fonctionnaient aux États-Unis. Tesla travaillait pour Edison à l'époque.
Malgré l'avenir apparemment brillant des systèmes DC d'Edison, ils présentaient un inconvénient très important. Les fils étaient utilisés pour transférer de l'énergie électrique sur une distance, et à mesure que la longueur du fil augmente, comme vous le savez, sa résistance augmente et il y a donc des pertes de chauffage inévitables. Ainsi, le problème nécessitait une solution - réduire la résistance des fils, les rendre plus épais ou augmenter la tension pour réduire le courant.
À cette époque, il n'existait aucune méthode efficace pour augmenter la tension en courant continu et la tension dans les lignes ne dépassait pas encore 200 volts. Il était donc possible de fournir une puissance significative uniquement sur une distance ne dépassant pas 1,5 km, et si la nécessité de transférer de l'électricité en plus, il existe des fils coûteux avec une grande section.
Ainsi, en 1893, Nikola Tesla et son investisseur, l'entrepreneur George Westinghouse, reçoivent une commande pour éclairer une foire à Chicago avec deux cent mille ampoules. C'était une victoire.Trois ans plus tard, la première centrale hydroélectrique à courant alternatif est construite à Niagara Falls pour transmettre l'électricité à la ville voisine de Buffalo.
En d'autres termes, en 1928, les États-Unis avaient déjà cessé de développer des systèmes à courant continu, pleinement convaincus des avantages du courant alternatif. Après 70 ans supplémentaires, leur démantèlement a commencé, en 1998, le nombre d'utilisateurs de courant continu à New York ne dépassait pas 4 600, et en 2007, il n'en restait plus, lorsque l'ingénieur en chef de Consolidated Edison a symboliquement coupé le câble et la "guerre du Courants" était terminée.
Le passage au courant alternatif a durement frappé Edison dans la poche et, se sentant vaincu, il a commencé à intenter une action en justice pour violation de ses droits de brevet, mais les décisions des juges n'étaient pas en sa faveur. Edison ne s'est pas arrêté, il a commencé à organiser des manifestations publiques où il a tué des animaux avec du courant alternatif, essayant de convaincre tout le monde des dangers de l'utilisation du courant alternatif, et vice versa - la sécurité de ses réseaux DC.
Il est finalement arrivé au point qu'en 1887, le partenaire d'Edison, l'ingénieur Harold Brown, a proposé d'exécuter des criminels avec un courant alternatif mortel. Westinghouse et Tesla n'ont pas fourni de générateurs pour cela et ont même engagé un avocat pour sa femme Kemmer, qui a été condamnée à mort sur la chaise électrique. Mais cela n'a pas sauvé, et en 1890 Kemmler a été exécuté par courant alternatif, et Edison a veillé à ce que le journaliste soudoyé jette de la boue sur Westinghouse pour cela dans son journal.
Malgré les mauvaises relations publiques continues d'Edison, le système AC de Tesla était voué au succès.La tension alternative peut être augmentée facilement et efficacement à l'aide de transformateurs et transmise sur des câbles sur des distances de centaines de kilomètres sans trop de perte. Les lignes à haute tension ne nécessitent pas l'utilisation de conducteurs épais et l'abaissement de la tension dans les postes de transformation a permis de fournir une basse tension au consommateur pour alimenter les charges en courant alternatif.
Cela commence par le fait qu'en 1885, Tesla a pris sa retraite d'Edison et, avec Westinghouse, a acquis plusieurs transformateurs Golar-Gibbs et un alternateur fabriqués par Siemens & Halske, puis avec le soutien de Westinghouse, il a commencé ses propres expériences. En conséquence, un an après le début des expériences, la première centrale électrique de 500 volts a commencé à fonctionner à Great Barrington, Massachusetts.
Il n'y avait alors pas de moteurs adaptés à une alimentation en courant alternatif efficace, et déjà en 1882, Tesla inventa un moteur électrique polyphasé, un brevet pour lequel il reçut en 1888, la même année où le premier compteur de courant alternatif est apparu. Le système triphasé a été introduit à Francfort-sur-le-Main lors d'une exposition en 1891 et, en 1893, Westinghouse a remporté un appel d'offres pour la construction d'une centrale électrique à Niagara Falls. Tesla croyait que l'énergie de cette centrale hydroélectrique serait suffisante pour l'ensemble des États-Unis.
Pour réconcilier Tesla et Edison, la Niagara Power Company a chargé Edison de construire une ligne électrique entre la gare de Niagara Falls et la ville de Buffalo. En conséquence, General Electric, propriété d'Edison, a acheté la société Thomson-Houston, qui fabriquait des machines à courant alternatif, et a commencé à les fabriquer elle-même.
Edison a donc récupéré l'argent, mais la publicité anti-AC ne s'est pas arrêtée - il a publié et distribué dans les journaux des photos de l'exécution par AC de Topsy l'éléphant piétinant trois ouvriers de cirque au Luna Park de New York en 1903.
Courant continu et alternatif—Avantages et inconvénients
Historiquement, le courant continu a été largement utilisé pour alimenter les moteurs électriques excités en série dans les transports. De tels moteurs sont bons en ce qu'ils développent un couple élevé à un faible nombre de tours par minute, et ce nombre de tours peut être facilement ajusté en faisant simplement varier la tension continue fournie à l'inducteur du moteur ou par un rhéostat.
Les moteurs à courant continu sont capables de changer leur sens de rotation presque instantanément lorsque la polarité de l'alimentation de l'enroulement de champ change. Ainsi, les moteurs à courant continu sont encore largement utilisés sur les locomotives diesel, les locomotives électriques, les tramways, les trolleybus, sur divers ascenseurs et grues.
Le courant continu peut être utilisé pour alimenter des lampes à incandescence, divers appareils d'électrolyse industriels, la galvanoplastie, le soudage sans problème ; il est également utilisé avec succès pour alimenter des équipements médicaux complexes.
Bien sûr, le courant continu est utile en génie électrique, car les circuits correspondants sont faciles à calculer et simples à contrôler, ce n'est pas pour rien qu'en 1887 aux États-Unis, il y avait plus d'une centaine de centrales électriques à courant continu, les travaux sur lesquels était dirigée par la compagnie de Thomas Alva Edison. De toute évidence, DC est pratique lorsqu'aucune conversion n'est nécessaire, c'est-à-dire. augmentation ou diminution de la tension, c'est le principal inconvénient du courant continu.
Malgré les efforts d'Edison pour introduire des systèmes de transmission à courant continu, ces systèmes présentaient également un inconvénient important: la nécessité d'utiliser une grande quantité de matériaux et des pertes de transmission importantes.
Le fait est que la tension dans les premières lignes CC ne dépasse pas 200 volts et que l'électricité peut être transmise à une distance maximale de 1,5 km de la centrale électrique, alors que beaucoup d'énergie est dissipée lors de la transmission (rappelez-vous La loi Joule-Lenz).
S'il était encore nécessaire de transmettre plus de puissance sur une plus grande distance, il fallait utiliser des fils lourds et épais et cela s'avérait très coûteux.
En 1893, Nikola Tesla a commencé à introduire ses systèmes à courant alternatif, qui présentaient un rendement élevé en raison de la nature même du courant alternatif. Le courant alternatif peut être facilement converti à l'aide de transformateurs, en augmentant la tension, puis il est devenu possible de transférer de l'énergie électrique sur plusieurs kilomètres avec des pertes minimales.
En effet, lorsque la même puissance est fournie par les fils, le courant peut être réduit en raison de l'augmentation de la tension, donc les pertes de transmission sont moindres et la section requise du fil est réduite en conséquence. C'est pourquoi les réseaux AC ont commencé à être introduits partout dans le monde.
Les moteurs asynchrones dans les machines et les machines de découpe des métaux, les fours à induction sont alimentés en courant alternatif; ils peuvent également alimenter de simples lampes à incandescence et toute autre charge active. Les moteurs asynchrones et les transformateurs ont révolutionné l'électrotechnique précisément grâce au courant alternatif.
Si le courant continu est nécessaire à certaines fins, par exemple pour charger des batteries, il peut désormais toujours être obtenu à partir de courant alternatif à l'aide de redresseurs.