ΠΩΣ ΤΟ ΕΝΑΛΛΑΣΣΟΜΕΝΟ ΡΕΥΜΑ ΕΠΙΚΡΑΤΗΣΕ ΕΝΑΝΤΙ ΤΟΥ ΣΥΝΕΧΟΥΣ

Ξέρετε την ιστορία για το πως επικράτησε το εναλλασσόμενο ρεύμα έναντι του συνεχούς?

Στα τέλη του 1880 ξέσπασε στις ΗΠΑ ένας «πόλεμος» μεταξύ του εναλλασσόμενου ρεύματος (A.C.= Altering Current) και του συνεχούς ρεύματος (D.C.= Direct Current) Από την μεριά του Τ. Εντισον που είχε επενδυσει πολλά λεφτά στο συνεχές ρεύμα μετά την πρώτη του λάμπα και από την άλλη μεριά ο πολύ πλούσιος και έξυπνος εφευρέτης, ο Τζωρτζ Γουεστινχαουζ που είχε κάνει την τύχη του εφευρίσκοντας τα αερόφρενα για τρένα.

Το πρόβλημα με το συνεχές ρεύμα ήταν ότι ενώ παραγόταν στα 120V, τάση ακίνδυνη για τον καταναλωτή, δεν μπορούσε να μεταφερθεί ικανοποιητικά σε μεγάλες αποστάσεις λόγω θερμικών απωλειών . Για να έχει κάθε κτίριο ηλεκτρισμό έπρεπε να υπάρχει κάθε σταθμός παραγωγής σε κάθε οικοδομικό τετράγωνο. 

Όταν όμως εφευρέθηκε ο μετασχηματιστής, το εναλλασσόμενο ρεύμα μπορούσε να ανυψωθεί σε χιλιάδες βολτ σε ένα κεντρικό σταθμό παραγωγής, από εκεί να μεταφερθεί με σύρματα χωρίς απώλειες σε μακρινές αποστάσεις με υψηλή τάση και στη συνεχεία να υποβιβαστεί στον τόπο χρήσης 

Το πρώτο βήμα το έκανε ο Γουεστινχαουζ μπαίνοντας στον κόσμο του ηλεκτρισμού το 1885, αγοράζοντας τα δικαιώματα από την πατέντα του μετασχηματιστή.

Ο μετασχηματιστής 

Η αρχή λειτουργίας του μετασχηματιστή διατυπώθηκε το 1831 από τον Μάικλ Φαραντέι, αν και την χρησιμοποίησε μόνο για επίδειξη των αρχών της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής, χωρίς να προβλέψει την πρακτική της σημασία.

Ο πρώτος μετασχηματιστής σε ευρεία χρήση ήταν το πηνίο επαγωγής, το οποίο εφηύρε ο Ιρλανδός κληρικός Νίκολας Κάλαν το 1836. Ήταν ένας από τους πρώτους που κατάλαβαν την αρχή πως όσο περισσότερες περιελίξεις έχει το τύλιγμα ενός μετασχηματιστή, τόσο μεγαλύτερη ηλεκτρεγερτική δύναμη παράγει.

Τα πηνία επαγωγής δημιουργήθηκαν από τις προσπάθειες των επιστημόνων για παροχή υψηλότερων τάσεων από μπαταρίες. Δεν τροφοδοτούνταν από εναλλασσόμενο ρεύμα, αλλά από συνεχές, προερχόμενο από μπαταρίες, το οποίο διακόπτονταν από ένα δονούμενο διακοπτικό μηχανισμό. Μεταξύ 1830-1870 οι προσπάθειες για δημιουργία καλύτερων επαγωγικών πηνίων, κυρίως με τη μέθοδο της δοκιμής και αποτυχίας (trial and error), αποκάλυψαν σταδιακά τις βασικές αρχές της λειτουργίας του μετασχηματιστή. Αποδοτικοί σχεδιασμοί δεν ανακαλύφθηκαν παρά μετά το 1880, όμως μέσα σε λιγότερο από μια δεκαετία ο μετασχηματιστής αποδείχτηκε ουσιώδης στην επικράτηση των συστημάτων εναλλασσόμενου ρεύματος έναντι αυτών του συνεχούς, θέση την οποία κρατούν μέχρι και σήμερα.

 Ο Ρώσος μηχανικός Πάβελ Γιαμπλότσκοφ εφηύρε το 1876 ένα σύστημα φωτισμού, βασισμένο σε ένα σύνολο από πηνία επαγωγής, όπου τα πρωτεύοντα τυλίγματα ήταν συνδεδεμένα σε πηγή εναλλασσόμενου ρεύματος, ενώ τα δευτερεύοντα μπορούσαν να συνδεθούν σε αρκετά "κεριά Γιαμπλότσκοφ" (είδος ηλεκτρικού λαμπτήρα τόξου). Στην πατέντα ισχυριζόταν ότι το σύστημα μπορούσε να "παρέχει ανεξάρτητα ισχύ σε διάφορους λαμπτήρες, με διαφορετική ισχύ φωτεινότητας, από μία πηγή ηλεκτρικής ισχύος". Προφανώς, το πηνίο επαγωγής σε αυτό το σύστημα λειτουργούσε ως μετασχηματιστής.

Οι Λουσιέν Γκολάρ και Τζον Ντίξον Γκιμπς επέδειξαν πρώτοι το 1882 στο Λονδίνο μια συσκευή με ανοιχτό πυρήνα σιδήρου που αποκαλούσαν "δευτερεύουσα γεννήτρια", ιδέα που πούλησαν στη συνέχεια στην αμερικανική εταιρεία Ουέστινγκχαους.

Έτσι ενώ ο Εντισον ηλεκτροδοτούσε την πόλη της Νέας Υόρκης, ο Γουεστινχαουζ εγκαθιστούσε συστήματα εναλλασσόμενου ρεύματος στις υπόλοιπες περιοχές των ΗΠΑ Το μεγάλο πρόβλημα του Γουεστινχαουζ ήταν ότι το εναλλασσόμενο ρεύμα δεν μπορούσε να κινήσει του ηλεκτροκινητήρες . Αυτοί κινούνταν με συνεχές. Το 1888, ο Κροάτης Νικόλα Τέσλα, που τον είχε φέρει ο Εντισον το 1884 από το Παρίσι αλλά η συνεργασία τους δεν κράτησε για πολύ λόγω διαφωνιών, εφευρίσκει τον κινητήρα επαγωγής εναλλασσόμενου ρεύματος

 Ένα εκατομμύριο δολάρια άλλαξαν χεριά και ο Γουεστινχαουζ είχε πλέον ότι χρειαζόταν για να αναμετρηθεί με τον Εντισον. Όμως ο Εντισον είχε ένα ακόμα πρόβλημα. Το συνεχές ρεύμα απαιτούσε μεγάλη ποσότητα χαλκού και κάποιοι επιδέξιοι χρηματιστές υπερδιπλασίασαν την τιμή του χαλκού . Η αυτοκρατορία του Εντισον άρχισε να κλονίζεται. Το μόνο που του έμενε να κάνει ήταν να διαφημίζει την ασφάλεια που παρείχε το συνεχές ρεύμα έναντι του εξαλλασσόμενου. Τα χιλιάδες βολτ του εναλλασσόμενου ρεύματος μπορούσαν να σκοτώσουν ανθρώπους στο πέρασμα τους ενώ το δικό του ρεύμα των 120 βολτ ήταν ακίνδυνο. Ειδικοί επί του ηλεκτρισμού επιστρατεύθηκαν από τον Εντισον για να ενημερώσουν το κοινό για τους κινδύνους του εναλλασσόμενου ρεύματος . Η πλευρά του Εντισον είχε έναν ισχυρό σύμμαχο, την πολιτεία της Νέας Υόρκης η οποία επιζητούσε έναν πιο «ανθρώπινο τρόπο» στις εκτελέσεις θανάτου. Με τις προσπάθειες και του Εντισον η πολιτεία επέλεξε τελικά τον ηλεκτρισμό ως το νέο εργαλείο τιμωρίας, αλλά το πρόβλημα τώρα ήταν ποιο είδος ηλεκτρισμού, το συνεχές ή το εναλλασσόμενο; Άνθρωποι του Εντισον ανάλαβαν να «βοηθήσουν» την Πολιτεία στην επιλογή της. Το Δεκέμβριο του 1888 οργάνωσαν μια συνέντευξη τύπου στο εργαστήριο του Εντισον και χρησιμοποίησαν το εναλλασσόμενο για να σκοτώσουν μερικά μεγάλα ζώα, μεταξύ των οποίων μια αγελάδα και ένα άλογο. Η Πολιτεία πείσθηκε ότι το εναλλασσόμενο προκαλεί γρήγορο θάνατο και προχώρησε στη πρώτη εκτέλεση με ηλεκτρισμό στις 6 Αυγούστου του 1890. Για να «διευκολύνει» δήθεν τους δημοσιογράφους που έκαναν το σχετικό ρεπορτάζ η ομάδα του Εντισον πρότεινε η νέα κατασκευή θανατικών εκτελέσεων, δηλαδή η ηλεκτρική καρέκλα, να λέγεται «Γουεστιχαουζ», προς τιμήν… του μεγάλου ηλεκτρολόγου σκαπανέα, του οποίου το εναλλασσόμενο ρεύμα έδινε τη δυνατότητα να ταξιδεύει κανείς εύκολα στον άλλο κόσμο. (η γκρίζα διαφήμιση στο φόρτε της…!)

 Στο μεταξύ η τιμή του χαλκού παρέμενε υψηλή , ενώ ο Γουεστινχαουζ με την βοήθεια του μεγάλου μυαλού του Νικόλα Τεσλα συνέχιζε να ηλεκτροδοτεί την υπόλοιπη χώρα.

 Η τελική μάχη δόθηκε στο Σικάγο το 1893, οπού ο Γουεστινχαουζ υπόγραψε συμβόλαιο για το φωτισμό μεγάλης έκθεσης . Το φθινόπωρο του ιδίου έτους η Ηλεκτρική εταιρία Γουεστινχαουζ επιβραβεύεται με το συμβόλαιο για την ανάθεση του πρώτου υδροηλεκτρικού εργοστασίου στον κόσμο, στους καταρράκτες του Νιαγάρα, για να εφοδιάσει με ηλεκτρισμό την πόλη του Buffalo. …

Έτσι έχει η ιστορία το πώς σήμερα χρησιμοποιούμε εναλλασσόμενο ρεύμα στα σπίτια μας. …Αλλά ο πόλεμος μεταξύ A.C, Vs D,C συνεχίζεται στις μέρες μας στο πεδίο της μεταφοράς της ηλεκτρική ενεργείας. Το συνεχές ρεύμα, με την βοήθεια των νέων υλικών, φαίνεται να κερδίζει τη μάχη για λιγότερες απώλειες στις πολύ μεγάλες απόστασες.

Μπορείτε να διαβάσετε ακόμα: Νίκολα Τέσλα (Nikola Tesla): Η Βιογραφία μιας Παράξενης Μεγαλοφυΐας