Guerra delle correnti - Tesla contro Edison

Lo scontro tra Nikola Tesla e Thomas Edison alla fine del XIX secolo può essere definito una vera guerra, e non per niente la loro rivalità, nella cui tecnologia di trasmissione dell'energia elettrica diventerà dominante nel mondo, è ancora chiamata la "Guerra delle correnti".

La tecnologia delle linee a corrente alternata di Tesla o delle linee di Edison è una vera e propria polemica epocale, punto che si è fatto solo alla fine del 2007, con il definitivo completamento della transizione di New York alle reti a corrente alternata, a favore di Tesla.

I primi generatori elettrici che generavano corrente continua consentivano un facile collegamento alla linea e quindi alle utenze, mentre gli alternatori richiedevano la sincronizzazione con il sistema di alimentazione collegato.

È importante sottolineare che i consumatori progettati per la corrente alternata non esistevano originariamente ed è stata inventata un'efficace modifica di un motore a induzione progettato direttamente per l'alimentazione in corrente alternata. Nicola Tesla solo nel 1888, cioè sei anni dopo che Edison avviò la prima centrale elettrica a corrente continua a Londra.

Dopo che nel 1880 Edison brevettò il suo sistema per generare e distribuire elettricità a corrente continua, che comprendeva tre fili: zero, più 110 volt e meno 110 volt, il grande inventore della lampadina era ormai fiducioso che "avrebbe reso l'illuminazione elettrica così economica che solo i ricchi useranno le candele. »

Quindi, come accennato in precedenza, la prima centrale elettrica a corrente continua fu lanciata da Edison nel gennaio 1882 a Londra, pochi mesi dopo a Manhattan, e nel 1887 negli Stati Uniti operavano più di cento centrali elettriche Edison DC. Tesla all'epoca lavorava per Edison.

Nonostante il futuro apparentemente brillante dei sistemi DC di Edison, presentavano uno svantaggio molto significativo. I fili venivano usati per trasferire l'energia elettrica a distanza, e all'aumentare della lunghezza del filo, come sapete, la sua resistenza aumenta e quindi ci sono inevitabili perdite di calore. Pertanto, il problema richiedeva una soluzione: ridurre la resistenza dei fili, renderli più spessi o aumentare la tensione per ridurre la corrente.

A quel tempo non esistevano metodi efficaci per aumentare la tensione di corrente continua e la tensione nelle linee non superava ancora i 200 volt, quindi era possibile fornire una potenza significativa solo per una distanza non superiore a 1,5 km, e se la necessità di trasferire ulteriormente l'elettricità, ci sono cavi costosi con una grande sezione trasversale.

Così, nel 1893, Nikola Tesla e il suo investitore, l'imprenditore George Westinghouse, ricevettero l'ordine di illuminare una fiera a Chicago con duecentomila lampadine. È stata una vittoria.Tre anni dopo, alle Cascate del Niagara fu costruito il primo impianto idroelettrico a corrente alternata per trasmettere elettricità alla vicina città di Buffalo.

In altre parole, nel 1928 gli Stati Uniti avevano già smesso di sviluppare sistemi a corrente continua, pienamente convinti dei vantaggi della corrente alternata. Dopo altri 70 anni iniziò il loro smantellamento, nel 1998 il numero di utenti di corrente continua a New York non superava i 4.600, e nel 2007 non ne era rimasto nessuno, quando l'ingegnere capo della Consolidated Edison tagliò simbolicamente il cavo e la "Guerra del Correnti" era finita.

Il passaggio alla corrente alternata colpì duramente Edison e, sentendosi sconfitto, iniziò a intentare causa per violazione dei suoi diritti di brevetto, ma le decisioni dei giudici non furono a suo favore. Edison non si fermò, iniziò a organizzare manifestazioni pubbliche in cui uccideva animali con corrente alternata, cercando di convincere chiunque e tutti dei pericoli dell'uso della corrente alternata, e viceversa - la sicurezza delle sue reti DC.

Alla fine arrivò al punto che nel 1887, il partner di Edison, l'ingegnere Harold Brown, propose di giustiziare i criminali con una letale corrente alternata. Westinghouse e Tesla non hanno fornito generatori per questo e hanno persino assunto un avvocato per sua moglie Kemmer, condannata a morte sulla sedia elettrica. Ma questo non salvò, e nel 1890 Kemmler fu giustiziato con corrente alternata, ed Edison fece in modo che il giornalista corrotto gettasse fango a Westinghouse per questo nel suo giornale.

Nonostante le continue cattive pubbliche relazioni di Edison, il sistema AC di Tesla era destinato al successo.La tensione CA può essere aumentata in modo semplice ed efficiente utilizzando trasformatori e trasmessa su cavi per centinaia di chilometri di distanza senza troppe perdite. Le linee ad alta tensione non richiedono l'uso di conduttori spessi e l'abbassamento della tensione nelle sottostazioni di trasformazione ha permesso di fornire bassa tensione all'utenza per alimentare i carichi CA.

Inizia con il fatto che nel 1885 Tesla si ritirò da Edison e insieme a Westinghouse acquistò diversi trasformatori Golar-Gibbs e un alternatore prodotto da Siemens & Halske, quindi con il supporto di Westinghouse iniziò i propri esperimenti. Di conseguenza, un anno dopo l'inizio degli esperimenti, la prima centrale elettrica da 500 volt iniziò a funzionare a Great Barrington, nel Massachusetts.

Allora non c'erano motori adatti per un'efficiente alimentazione CA, e già nel 1882 Tesla inventò un motore elettrico polifase, brevetto per il quale ricevette nel 1888, lo stesso anno in cui apparve il primo contatore CA. Il sistema trifase fu introdotto a Francoforte sul Meno in una mostra nel 1891 e nel 1893 Westinghouse vinse una gara d'appalto per costruire una centrale elettrica alle Cascate del Niagara. Tesla credeva che l'energia di questa centrale idroelettrica sarebbe stata sufficiente per tutti gli Stati Uniti.

Per riconciliare Tesla ed Edison, la Niagara Power Company ha incaricato Edison di costruire una linea elettrica dalla stazione di Niagara Falls alla città di Buffalo. Di conseguenza, la General Electric, di proprietà di Edison, acquistò la società Thomson-Houston, che produceva macchine a corrente alternata, e iniziò a produrle essa stessa.

Così Edison ottenne di nuovo i soldi, ma la pubblicità anti-AC non si fermò: pubblicò e distribuì sui giornali le immagini dell'esecuzione da parte di AC di Topsy, l'elefante che calpestava tre lavoratori del circo al Luna Park di New York nel 1903.

Corrente continua e alternata: vantaggi e svantaggi

Storicamente, la corrente continua è stata ampiamente utilizzata per alimentare motori elettrici eccitati in serie nei trasporti. Tali motori sono buoni in quanto sviluppano una coppia elevata a un basso numero di giri al minuto, e questo numero di giri può essere facilmente regolato semplicemente variando la tensione CC fornita all'avvolgimento di campo del motore o da un reostato.

I motori a corrente continua sono in grado di cambiare il loro senso di rotazione quasi istantaneamente quando cambia la polarità dell'alimentazione all'avvolgimento di campo. Pertanto, i motori a corrente continua sono ancora ampiamente utilizzati su locomotive diesel, locomotive elettriche, tram, filobus, su vari ascensori e gru.

La corrente continua può essere utilizzata per alimentare lampade ad incandescenza, vari dispositivi di elettrolisi industriale, galvanica, saldatura senza problemi; è anche utilizzato con successo per alimentare apparecchiature mediche complesse.

Certo, la corrente continua è utile nell'ingegneria elettrica, poiché i circuiti corrispondenti sono facili da calcolare e semplici da controllare, non per niente nel 1887 negli Stati Uniti c'erano più di cento centrali elettriche a corrente continua, il lavoro su cui era guidata dalla compagnia di Thomas Alva Edison. Chiaramente, DC è conveniente quando non è necessaria alcuna conversione, ad es. aumento o diminuzione della tensione, questo è il principale svantaggio della corrente continua.

Nonostante gli sforzi di Edison per introdurre sistemi di trasmissione in corrente continua, tali sistemi presentavano anche un notevole inconveniente: la necessità di utilizzare una grande quantità di materiali e perdite di trasmissione significative.

Il fatto è che la tensione nelle prime linee CC non supera i 200 volt e l'elettricità può essere trasmessa a una distanza non superiore a 1,5 km dalla centrale elettrica, mentre durante la trasmissione viene dissipata molta energia (ricorda La legge di Joule-Lenz).

Se era ancora necessario trasmettere più potenza su una distanza maggiore, dovevano essere usati fili spessi e pesanti e questo si rivelava molto costoso.

Nel 1893, Nikola Tesla iniziò a introdurre i suoi sistemi AC, che mostravano un'elevata efficienza a causa della natura stessa dell'AC. La corrente alternata può essere facilmente convertita utilizzando trasformatori, aumentando la tensione, e quindi è diventato possibile trasferire energia elettrica per molti chilometri con perdite minime.

Questo perché quando la stessa potenza viene fornita attraverso i fili, la corrente può essere ridotta a causa dell'aumento della tensione, quindi le perdite di trasmissione sono minori e la sezione richiesta del cavo è di conseguenza ridotta. Questo è il motivo per cui le reti AC hanno iniziato ad essere introdotte in tutto il mondo.

I motori asincroni nelle macchine e nelle macchine per il taglio dei metalli, i forni a induzione sono alimentati con corrente alternata; possono alimentare anche semplici lampade ad incandescenza e qualsiasi altro carico attivo. Motori asincroni e trasformatori hanno rivoluzionato l'ingegneria elettrica proprio grazie alla corrente alternata.

Se la corrente continua è necessaria per qualche scopo, ad esempio per caricare le batterie, ora può sempre essere ottenuta dalla corrente alternata con l'ausilio di raddrizzatori.