Guerra das Correntes — Tesla vs. Edison

O confronto entre Nikola Tesla e Thomas Edison no final do século 19 pode ser chamado de uma verdadeira guerra, e não é à toa que sua rivalidade, em cuja tecnologia de transmissão de energia elétrica se tornará dominante no mundo, ainda é chamada a "Guerra das Correntes".

A tecnologia das linhas de corrente alternada de Tesla ou linhas de Edison é uma verdadeira polémica de época, ponto que só foi concretizado no final de 2007, com a conclusão definitiva da transição de Nova Iorque para as redes de corrente alternada, a favor da Tesla.

Os primeiros geradores elétricos de corrente contínua permitiam fácil conexão à linha e, portanto, aos consumidores, enquanto os alternadores exigiam sincronização com o sistema de energia conectado.

É importante ressaltar que os consumidores projetados para corrente alternada não existiam originalmente, e uma modificação efetiva de um motor de indução projetado diretamente para fornecimento de corrente alternada foi inventada. Nikola Tesla não até 1888, ou seja, seis anos depois que Edison iniciou a primeira usina de corrente contínua em Londres.

Depois que Edison patenteou seu sistema para gerar e distribuir eletricidade em corrente contínua em 1880, que incluía três fios – zero, mais 110 volts e menos 110 volts, o grande inventor da lâmpada estava agora confiante de que “tornaria a iluminação elétrica tão barata que apenas os ricos usarão velas. »

Assim, como mencionado acima, a primeira usina de corrente contínua foi lançada por Edison em janeiro de 1882 em Londres, alguns meses depois em Manhattan, e em 1887 mais de cem usinas de Edison DC estavam operando nos Estados Unidos. Tesla estava trabalhando para Edison na época.

Apesar do futuro aparentemente brilhante dos sistemas DC de Edison, eles tinham uma desvantagem muito significativa. Os fios foram usados ​​para transferir energia elétrica à distância e, à medida que o comprimento do fio aumenta, como você sabe, sua resistência aumenta e, portanto, há inevitáveis ​​​​perdas de aquecimento. Assim, o problema exigia uma solução - reduzir a resistência dos fios, torná-los mais grossos ou aumentar a tensão para reduzir a corrente.

Naquela época, não havia métodos eficazes para aumentar a tensão de corrente contínua e a tensão nas linhas ainda não ultrapassava 200 volts, portanto, era possível fornecer energia significativa apenas a uma distância não superior a 1,5 km e, se a necessidade de transferir eletricidade adicionalmente, existem fios caros com uma grande seção transversal.

Assim, em 1893, Nikola Tesla e seu investidor, o empresário George Westinghouse, receberam um pedido para iluminar uma feira em Chicago com duzentas mil lâmpadas. Foi uma vitória.Três anos depois, a primeira usina hidrelétrica de corrente alternada foi construída em Niagara Falls para transmitir eletricidade para a cidade vizinha de Buffalo.

Em outras palavras, em 1928 os EUA já haviam parado de desenvolver sistemas de corrente contínua, totalmente convencidos das vantagens da corrente alternada. Depois de mais 70 anos, seu desmantelamento começou, em 1998 o número de usuários de corrente contínua em Nova York não ultrapassava 4.600, e em 2007 não havia mais nenhum, quando o engenheiro-chefe da Consolidated Edison cortou simbolicamente o cabo e a "Guerra do Correntes" acabou.

A mudança para a corrente alternada atingiu Edison com força no bolso e, sentindo-se derrotado, ele começou a processar por violação de seus direitos de patente, mas as decisões dos juízes não foram a seu favor. Edison não parou, começou a organizar manifestações públicas onde matava animais com corrente alternada, tentando convencer toda e qualquer pessoa dos perigos do uso de corrente alternada, e vice-versa - a segurança de suas redes DC.

Eventualmente chegou ao ponto que em 1887, o parceiro de Edison, o engenheiro Harold Brown, propôs a execução de criminosos com corrente alternada letal. A Westinghouse e a Tesla não forneceram geradores para isso e até contrataram um advogado para sua esposa Kemmer, que foi condenada à morte na cadeira elétrica. Mas isso não salvou, e em 1890 Kemmler foi executado por corrente alternada, e Edison fez com que o jornalista subornado jogasse lama na Westinghouse por isso em seu jornal.

Apesar das más relações públicas de Edison, o sistema CA de Tesla estava destinado ao sucesso.A tensão CA pode ser aumentada de forma fácil e eficiente usando transformadores e transmitida por fios por distâncias de centenas de quilômetros sem muita perda. As linhas de alta tensão dispensam o uso de condutores grossos, e o rebaixamento de tensão nas subestações transformadoras tem possibilitado o fornecimento de baixa tensão ao consumidor para alimentação de cargas CA.

Começa com o fato de que em 1885 Tesla se aposentou da Edison e junto com a Westinghouse adquiriu vários transformadores Golar-Gibbs e um alternador fabricado pela Siemens & Halske, então com o apoio da Westinghouse iniciou seus próprios experimentos. Como resultado, um ano após o início dos experimentos, a primeira usina de 500 volts começou a operar em Great Barrington, Massachusetts.

Não havia então motores adequados para energia CA eficiente e, já em 1882, Tesla inventou um motor elétrico polifásico, patente pela qual recebeu em 1888, mesmo ano em que apareceu o primeiro medidor CA. O sistema trifásico foi introduzido em Frankfurt am Main em uma exposição em 1891 e, em 1893, a Westinghouse ganhou uma licitação para construir uma usina de energia em Niagara Falls. Tesla acreditava que a energia desta hidrelétrica seria suficiente para todos os Estados Unidos.

Para reconciliar Tesla e Edison, a Niagara Power Company contratou Edison para construir uma linha de energia da estação de Niagara Falls até a cidade de Buffalo. Como resultado, a General Electric, de propriedade de Edison, comprou a empresa Thomson-Houston, que fabricava máquinas AC, e começou a fabricá-las ela mesma.

Então Edison conseguiu o dinheiro novamente, mas a publicidade anti-AC não parou - ele publicou e distribuiu em jornais fotos da execução por AC de Topsy, o elefante pisoteando três trabalhadores de circo no Luna Park de Nova York em 1903.

Corrente Contínua e Alternada - Vantagens e Desvantagens

Historicamente, a corrente contínua tem sido amplamente utilizada para alimentar motores elétricos excitados em série no transporte. Esses motores são bons porque desenvolvem alto torque em um baixo número de rotações por minuto, e esse número de rotações pode ser facilmente ajustado simplesmente variando a tensão CC fornecida ao enrolamento de campo do motor ou por um reostato.

Os motores DC são capazes de mudar seu sentido de rotação quase instantaneamente quando a polaridade da alimentação para o enrolamento de campo muda. Assim, os motores DC ainda são amplamente utilizados em locomotivas a diesel, locomotivas elétricas, bondes, trólebus, em vários elevadores e guindastes.

A corrente contínua pode ser usada para alimentar lâmpadas incandescentes, vários dispositivos industriais de eletrólise, galvanoplastia, soldagem sem problemas; também é usado com sucesso para alimentar equipamentos médicos complexos.

Claro, a corrente contínua é útil na engenharia elétrica, uma vez que os circuitos correspondentes são fáceis de calcular e simples de controlar, não é à toa que em 1887 nos EUA havia mais de uma centena de usinas de corrente contínua, cujo trabalho foi liderado pela empresa de Thomas Alva Edison. Claramente, DC é conveniente quando nenhuma conversão é necessária, ou seja. aumento ou diminuição da tensão, esta é a principal desvantagem da corrente contínua.

Apesar dos esforços de Edison para introduzir sistemas de transmissão de corrente contínua, esses sistemas também apresentavam uma desvantagem significativa - a necessidade de usar uma grande quantidade de materiais e perdas significativas de transmissão.

O fato é que a tensão nas primeiras linhas CC não ultrapassa 200 volts, e a eletricidade pode ser transmitida a uma distância não superior a 1,5 km da usina, enquanto muita energia é dissipada durante a transmissão (lembre-se A lei de Joule-Lenz).

Se ainda fosse necessário transmitir mais potência a uma distância maior, era necessário usar fios grossos e pesados, o que se tornava muito caro.

Em 1893, Nikola Tesla começou a introduzir seus sistemas AC, que exibiam alta eficiência devido à própria natureza da AC. A corrente alternada pode ser facilmente convertida usando transformadores, aumentando a tensão, e então tornou-se possível transferir energia elétrica por muitos quilômetros com perdas mínimas.

Isso ocorre porque quando a mesma potência é fornecida através dos fios, a corrente pode ser reduzida devido ao aumento da tensão, portanto, as perdas de transmissão são menores e a seção transversal necessária do fio é reduzida. É por isso que as redes CA começaram a ser introduzidas em todo o mundo.

Motores assíncronos em máquinas e máquinas de corte de metais, fornos de indução são alimentados com corrente alternada; eles também podem alimentar lâmpadas incandescentes simples e qualquer outra carga ativa. Os motores e transformadores assíncronos revolucionaram a engenharia elétrica justamente por causa da corrente alternada.

Se a corrente contínua for necessária para algum propósito, por exemplo, para carregar baterias, agora ela sempre pode ser obtida da corrente alternada com a ajuda de retificadores.