"الحرب الحالية: قطع المخرج" يوضح كيف جاء نظام الطاقة الكهربائية

"الحرب الحالية: قطع المخرج" يوضح كيف جاء نظام الطاقة الكهربائية المباني في معرض كولومبوس 1893 World في شيكاغو ، مضاءة بواسطة التيار المتردد لجورج ويستنغهاوس. مكتبة المتحف الميداني / ويكيبيديا, CC BY

كثير من الخبراء ينظرون إلى شبكة الطاقة الكهربائية أعظم إنجاز هندسي من القرن 20th. لكن اذا توماس اديسونمخترع أول محطة كهرباء تجارية، كان له طريقه ، فإن الشبكة الحديثة لم تكن قد بنيت. وبدلاً من ذلك ، كان سيتم تشغيل الولايات المتحدة بواسطة العديد من محطات توليد الطاقة التي تعمل بحرق الفحم ، والتي تفصلها مسافة ميل واحد أو نحو ذلك ، بدون كهرباء على الإطلاق في المناطق الريفية.

رائد آخر في مجال الكهرباء ، مهندس ومخترع جورج ويستنجهاوس، كان مقتنعا بأن نظام إديسون لن يتوسع ، لاستخدام مصطلح حديث. عندما سمع وستنجهاوس عن تقنية من شأنها أن تسمح بإرسال الكهرباء عبر مسافات طويلة مع خسائر طفيفة فقط ، قفز إلى قطاع الطاقة الكهربائية.

"الحرب الحالية: قطع المخرج"يحكي قصة المنافسة. على الرغم من أن الفيلم ليس وفياً تمامًا للتاريخ ، إلا أنه يوضح كيف يمكن للتطورات التكنولوجية الهائلة التي قد تبدو بطيئة في ذلك الوقت أن تؤثر على الحياة اليومية.

تمتلك شبكة الطاقة الأمريكية أكثر من 160,000 أميال من خطوط النقل التي تنقل الكهرباء من محطات الطاقة إلى المدن والبلدات. التيار المتردد جعلها مجدية.

خيار رئيسي

"الحرب الحالية" تتحول إلى الاختيار بين التيار المتردد أو المباشر لنقل الطاقة الكهربائية من محطات التوليد إلى العملاء.

يتدفق التيار المباشر ، أو التيار المستمر ، بثبات ، مثل الماء الذي يصب من إبريق في كوب. تعمل البطاريات الحديثة على بطاريات التيار المستمر ، والتي توفر طاقة ثابتة - على الأقل ، حتى تنفد. يعمل التيار المتردد ، أو التيار المتردد ، على عكس الاتجاه بشكل دوري ، حيث ينحسر ويتدفق تمامًا مثل تدفق المياه من مضخة يدوية قديمة حيث يتم دفع المقبض لأعلى ولأسفل.

يمكن استخدام كل من DC و AC لتشغيل المصابيح الكهربائية والمعدات ، ولكن عندما يتحرك أي نوع من التيار عبر الكابلات الكهربائية ، فإنه يفقد بعض الطاقة لمقاومة الأسلاك. زيادة الجهد ، أو الضغط الذي يجعل تدفق التيار الكهربائي ، يقلل بشكل كبير من الخسائر. على سبيل المثال ، في حالة مضاعفة الجهد ، ينقص فقدان الطاقة بمعامل أربعة.

"الحرب الحالية: قطع المخرج" يوضح كيف جاء نظام الطاقة الكهربائية صورة من هاربرز الأسبوعي للعاملين الذين دفنوا خطوط توليد الكهرباء من محطة توليد كهرباء شارع إديسون في مدينة نيويورك ، 1882. ويكيميديا

عندما وصل نظام Edison's DC إلى السوق في 1882 ، كانت زيادة جهده للحد من خسائر الإرسال أكبر بكثير من تقنية اليوم. من ناحية أخرى ، فإن زيادة أو نقصان جهد التيار المتردد - النسخة التي طورها ويستنجهاوس - لا يتطلب سوى قطعة غير مكلفة من الجرح الحديدي مع بضع لفائف من الأسلاك.

رأى ويستنجهاوس الإمكانات الثورية لهذا الجهاز ، والتي ستعرف قريبًا باسم محول الجهدعندما يقرأ حساب تقني لنظام معروض في معرض 1885 لندن للاختراعات. كثيرا أفضل مدير أعمال من إديسونأدركت Westinghouse أن الطاقة يمكن أن تنتقل بكفاءة على بعد أميال كثيرة في الجهد العالي ، مما يقلل بشكل كبير من الحاجة إلى بناء محطات توليد الطاقة.

حصل على حقوق براءات الاختراع الأمريكية للمحول وشكل على الفور شركة وستنجهاوس الكتريك. استغرق الأمر سبع سنوات أخرى ، وعبقرية المهاجرين الصرب نيكولا تيسلا- الذي اخترع سلسلة من المحركات المتينة والقابلة للتكيف التي تعمل على التيار المتردد، ثم باع براءات الاختراع إلى وستنجهاوس - قبل أن يدرك الناس أن طاقة التيار المتناوب وفرت الطاقة بسعر أرخص بكثير من طاقة التيار المستمر.

اختراع القصص

"الحرب الحالية: قطع المخرج" يوضح كيف جاء نظام الطاقة الكهربائية جعل المحول التجاري الأول ، المصمم من قبل William Stanley لـ Westinghouse في 1886 ، من السهل زيادة وتقليل جهد تدفق التيار المتردد. المختبر الوطني العالي للمجال المغناطيسي, CC BY-ND

اعجاب ستيف جوبز في أبل ، اديسون خلق الخرافات لأنه كان يخلق المستقبل. تكرّر "الحرب الحالية" صوتاً هائلاً نسجه إديسون حول إرسال عشرات الموظفين للبحث في الأرض عن خيوطها الصحيحة لجعل مصابيحه الضوئية تحترق لأكثر من دقيقة من 10.

في أواخر 1870s ، أنتج إديسون والكيميائي الإنجليزي جوزيف سوان المصابيح الكهربائية التي تستخدم خيوط القطن المغلفة بالكربون كعناصرها الباعثة للضوء. تقدم اديسون الرئيسي كان في اتقان المعدات ل تمتص الهواء من المصباح وختمه، والتي منعت الشعيرة من الاحتراق عن طريق إزالة الأكسجين من داخل المصباح. استمرت الشعيرة في اللمبة التي تم إخلاؤها على مدار ساعات 13 ، لكن قصة إديسون المبالغ فيها عن المستكشفين ذوي الخوذات البيضاء الذين يبحثون عن مواد استمرت لأكثر من قرن.

ترتكب "الحرب الحالية" على خطأين جديدين. أولا ، هذا يظهر فرانكلين بوب، كبير مهندسي وستنجهاوس ، يكهرس بنفسه أثناء العمل على تحسين مولد التيار المتردد في بيتسبيرغ. في الواقع ، عمل بوب مع Edison في أواخر 1860s في المشاريع التي تضمنت اختراع مؤشر الأسهم، وبعد ذلك أصبح محامي براءات الاختراع مع وستنجهاوس كعميل. توفي استكشاف المعدات ذات الجهد العالي في الطابق السفلي له ماساتشوستس في 1895 ، بعد سنوات من الأحداث المركزية للفيلم.

ثانياً ، يتم تعيين خاتمة الفيلم في افتتاح معرض 1893 Chicago World's Fair، والتي كانت مضاءة من قبل ويستنجهاوس بالتناوب الحالي. يقتطع المشهد إعدام القاتل المدان في نيويورك ، على كرسي كهربائي يعمل بالتيار المتردد. كان إديسون قد وصف الكرسي الكهربائي للمسؤولين في ولاية نيويورك ، على أمل تشويه سمعة التيار المتردد عن طريق جعله مرادفًا في أذهان الجمهور للموت بالكهرباء. لكن أيضا تم إعدام التنفيذ استغرق الأمر أربع دقائق حتى يموت الرجل المدان ، فشل مناورة إديسون. وحدث ذلك في 1890 ، قبل ثلاث سنوات من المعرض.

العاصمة الحديثة مقابل AC

اليوم ، جعلت التطورات في مجال إلكترونيات الطاقة تحويل جهد التيار المستمر بأجهزة أصغر بكثير من تلك المستخدمة في التيار المتردد ، مما يتيح إمكانية استخدام التيار المباشر على نطاق أوسع. تقدم DC بعض الفوائد المهمة: هذا ما تستخدمه أجهزتنا الرقمية ومصابيح LED الجديدة ، لذلك تتجنب خسائر التحويل من AC إلى DC.

بطاريات السيارة الكهربائية تعمل على التيار المباشر.

خطوط نقل الجهد العالي DC الآن جلب الطاقة من السدود الكهرومائية في كندا إلى بوسطن. تنتج الألواح الشمسية تيارًا مباشرًا ، ويتخيل أصحاب الرؤية المباني سلكية تماما ل DC، تغذية الإضاءة LED وشحن بطاريات DC في السيارات الكهربائية. microgrids الحالي المباشر التي تعمل على توليد الكهرباء وتخزينها محليًا يمكن أن تزيد من القدرة على مواجهة الكوارث الطبيعية أو الهجمات المتعمدة.

في نهاية المطاف ، يمكن لنظام القوى الأمريكي أن يتزوج من رؤى إديسون وستنجهاوس. ولكن نظرًا لأن تقنية التيار المتردد منتشرة ، فقد يستغرق هذا الانتقال عقودًا.

للحصول على وصف أكثر دقة للحرب الحالية ، أوصي بكتاب المؤرخ جيل جونيس الرائع ، إمبراطوريات النور: إديسون ، تسلا ، وستنجهاوس ، وسباقهم لإمداد العالم بالكهرباء. لكن "الحرب الحالية: إخراج المخرج" تحصل على نقطتين أساسيتين على حق. أولاً ، كان ابتكار التكنولوجيا محركًا للعظمة الوطنية في معظم تاريخ أمريكا. ثانياً ، الاختراعات التي يمكن أن تجعلها في السوق هي تلك التي يمكن أن تغير العالم بالفعل.

نبذة عن الكاتب

جاي أبت ، أستاذ ، كلية تيبر للأعمال ، الهندسة والسياسة العامة والمدير المشارك ، مركز كارنيغي ميلون لصناعات الكهرباء ، جامعة كارنيجي ميلون

يتم إعادة نشر هذه المقالة من المحادثة تحت رخصة المشاع الإبداعي. إقرأ ال المقال الأصلي.

books_technology

enafarزكية-CNzh-TWdanltlfifrdeiwhihuiditjakomsnofaplptruesswsvthtrukurvi

اتبع InnerSelf على

الفيسبوك أيقونةتويتر أيقونةآر إس إس أيقونة

احصل على آخر عبر البريد الإلكتروني

{Emailcloak = إيقاف}

أحدث الفيديوهات

الحديث عن تغير الطاقة يمكن أن يكسر مأزق المناخ
الحديث عن تغير الطاقة يمكن أن يكسر مأزق المناخ
by InnerSelf الموظفين
كل شخص لديه قصص عن الطاقة ، سواء كان ذلك عن قريب يعمل في منصة نفط ، أو أحد الوالدين يعلم الطفل التحول ...
يمكن أن تواجه المحاصيل مشكلة مزدوجة من الحشرات ومناخ دافئ
يمكن أن تواجه المحاصيل مشكلة مزدوجة من الحشرات ومناخ دافئ
by جريج هوي وناثان هافكو
لآلاف السنين ، انخرطت الحشرات والنباتات التي تتغذى عليها في معركة تطورية مشتركة: للأكل أو عدم التواجد ...
للوصول إلى الانبعاثات الصفرية ، يجب على الحكومة معالجة العقبات التي تحول دون تشغيل الناس للسيارات الكهربائية
للوصول إلى الانبعاثات الصفرية ، يجب على الحكومة معالجة العقبات التي تحول دون تشغيل الناس للسيارات الكهربائية
by Swapnesh Masrani
وضعت المملكة المتحدة وحكومة اسكتلندا أهدافًا طموحة لتصبح اقتصادات صافي الكربون صفرًا بحلول عام 2050 و 2045 ...
الربيع قادم في وقت سابق عبر الولايات المتحدة ، وهذه ليست أخبارًا سارة دائمًا
الربيع قادم في وقت سابق عبر الولايات المتحدة ، وهذه ليست أخبارًا سارة دائمًا
by تيريزا كريمينز
في معظم أنحاء الولايات المتحدة ، أدى ارتفاع درجات الحرارة إلى تقدم فصل الربيع. هذا العام ليس استثناء.
آخر عصر جليدي يخبرنا لماذا نحتاج إلى الاهتمام بتغير 2 في درجة الحرارة
آخر عصر جليدي يخبرنا لماذا نحتاج إلى الاهتمام بتغير 2 في درجة الحرارة
by آلان وليامز ، وآخرون
يذكر أحدث تقرير صادر عن الهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ (IPCC) أنه بدون انخفاض كبير ...
جورجيا تاون تحصل على نصف الكهرباء من مزرعة الرئيس جيمي كارتر الشمسية
جورجيا تاون تحصل على نصف الكهرباء من مزرعة الرئيس جيمي كارتر الشمسية
by جوني كريدير
بلينز ، جورجيا ، هي بلدة صغيرة تقع جنوب كولومبوس وماكون وأتلانتا وشمال ألباني. انها…
غالبية البالغين الأميركيين يعتقدون أن تغير المناخ هو القضية الأكثر أهمية اليوم
by الجمعية الامريكية لعلم النفس
نظرًا لأن آثار تغير المناخ أصبحت أكثر وضوحًا ، فإن أكثر من نصف البالغين في الولايات المتحدة (56٪) يقولون إن تغير المناخ هو ...
كيف يمكن لهذه الشركات المالية الثلاث تغيير اتجاه أزمة المناخ
كيف يمكن لهذه الشركات المالية الثلاث تغيير اتجاه أزمة المناخ
by مانجولينا جان فيشتنر ، وآخرون
تحدث ثورة صامتة في الاستثمار. إنه تحول نموذجي سيكون له تأثير عميق على الشركات ، ...

أحدث المقالات

هل سيعيش ثلاثة مليارات شخص حقًا في درجات حرارة مثل الصحراء بحلول عام 2070؟
هل سيعيش ثلاثة مليارات شخص حقًا في درجات حرارة مثل الصحراء بحلول عام 2070؟
by مارك ماسلين
البشر مخلوقات رائعة ، حيث أظهروا أنه يمكنهم العيش في أي مناخ تقريبًا.
تظهر أحافير قاع البحار أن المحيط يمر بتغيير لم يسبق له مثيل منذ 10,000 عام
تظهر أحافير قاع البحار أن المحيط يمر بتغيير لم يسبق له مثيل منذ 10,000 عام
by بيتر تي سبونر
ربما تسببت التغييرات في دوران المحيط في حدوث تحول في النظم البيئية للمحيط الأطلسي لم يشهده منذ 10,000 عام الماضية ، ...
كيف يمكن للمنتجين الزراعيين الكنديين قيادة الطريق في العمل المناخي
كيف يمكن للمنتجين الزراعيين الكنديين قيادة الطريق في العمل المناخي
by ليزا أشتون وبن برادشو
لقد تم تأطير الزراعة منذ فترة طويلة في مناقشة العمل المناخي العالمي كقطاع تتعارض أنشطته مع ...
نعم ، يمكن أن يؤثر تغير المناخ على الطقس المتطرف ولكن لا يزال هناك الكثير لنتعلمه
نعم ، يمكن أن يؤثر تغير المناخ على الطقس المتطرف ولكن لا يزال هناك الكثير لنتعلمه
by InnerSelf الموظفين
حقيقة أن المناخ قد تحسن من الصعب على البشر اختباره بالفعل ، ونحن بالتأكيد لا نستطيع أن نرى ...
لماذا اقتصاد الحفلة الخضراء على خط المواجهة في معركة تغير المناخ
لماذا اقتصاد الحفلة الخضراء على خط المواجهة في معركة تغير المناخ
by Sango Mahanty و Benjamin Neimark
السياسيون ورجال الأعمال مغرمون بوعودهم بزراعة آلاف الأشجار لإبطاء تغير المناخ. ولكن من…
ملوثة ومصفاة وجافة: تحذيرات جديدة على أنهار وبحيرات نيوزيلندا
ملوثة ومصفاة وجافة: تحذيرات جديدة على أنهار وبحيرات نيوزيلندا
by تروي بايسدن
يكرر أحدث تقرير بيئي عن بحيرات وأنهار نيوزيلندا الأخبار القاتمة عن حالة المياه العذبة ...
الطقس الحار يجلب المزيد من الإجهاد والاكتئاب ومشاكل الصحة العقلية الأخرى
الطقس الحار يجلب المزيد من الإجهاد والاكتئاب ومشاكل الصحة العقلية الأخرى
by سوزانا فيريرا وترافيس سميث
"التفكير في صحتك العقلية - التي تشمل التوتر والاكتئاب ومشاكل العواطف - لعدد من ...
كيف يمكن لروايات البؤس أن تحرض الراديكالية في العالم الحقيقي
كيف يمكن لروايات البؤس أن تحرض الراديكالية في العالم الحقيقي
by كالفيرت جونز وسيليا باريس
البشر مخلوقات تروي القصص: القصص التي نرويها لها آثار عميقة على كيفية رؤيتنا لدورنا في العالم ، ...