"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

هل أخطأ العلماء في تغير المناخ؟
by سابين حسينفلدر
مقابلة مع الأستاذ تيم بالمر من جامعة أكسفورد.
الوضع الطبيعي الجديد: تغير المناخ يفرض تحديات على المزارعين في مينيسوتا
by KMSP-TV Minneapolis-St. بول
تسبب الربيع في هطول أمطار غزيرة في ولاية مينيسوتا الجنوبية ولم يتوقف قط.
تقرير: صحة أطفال اليوم ستتعرض للخطر بسبب تغير المناخ
by أخبار صوت
يقول تقرير دولي صادر عن باحثين في مؤسسات 35 أن تغير المناخ سيهدد صحة وجودة ...
كيف يمكن لغازات القمامة ذات الشحن الزائد إنتاج المزيد من الطاقة الخضراء
by InnerSelf الموظفين
المركبات الاصطناعية التي تسمى "السيلوكسان" من المنتجات اليومية مثل الشامبو وزيت المحركات تجد طريقها إلى ...
يواجه 300 مليون خطر شديد من الفيضانات الساحلية التي تغذيها المناخ بواسطة 2050
by الديمقراطية الآن!
كما وجد تقرير جديد مروع أن العديد من المدن الساحلية سوف تغمرها المياه المرتفعة بواسطة 2050 ، رئيس تشيلي ...
تحذير من المناخ: كاليفورنيا تواصل الاحتراق ، تقديرات بيانات الفيضان العالمي
by MSNBC
ينضم بن شتراوس ، الرئيس التنفيذي وكبير علماء المناخ في سنترال إم بي تي ديلي لمناقشة معلومات جديدة مثيرة للقلق حول ...
ستانفورد لحلول المناخ
by ستانفورد
لقد أوصلنا تغير المناخ إلى لحظة حاسمة في تاريخ البشرية.
شراء الطاقة المتجددة من جارك
by أخبار NBC
تسعى شركة Brooklyn Microgrid ، وهي شركة تابعة لشركة LO3 Energy الأم ، إلى تعطيل الطاقة التي مضى عليها أكثر من 100 ...

أحدث المقالات

لماذا لا نستطيع حتى الآن التنبؤ أين سيذهب ملايين من لاجئي المناخ
لماذا لا نستطيع حتى الآن التنبؤ أين سيذهب ملايين من لاجئي المناخ
by ديريك جروين وديانا سليمانوف
في المستقبل القريب ، من المتوقع أن يؤدي الاحترار العالمي إلى خلق الملايين من لاجئي المناخ والأفراد و ...
الصيف الحار والجاف في أستراليا يعني موجات الحر وخطر الحريق في المستقبل
الصيف الحار والجاف في أستراليا يعني موجات الحر وخطر الحريق في المستقبل
by كاثرين جانتر وأندرو ب. واتكينز
من المحتمل أن يبدأ الصيف الحار والجاف ، وفقًا لما قاله مكتب الأرصاد الجوية في الصيف ، والذي صدر اليوم.
تقنيات لإدارة تغير المناخ موجودة بالفعل
تقنيات لإدارة تغير المناخ موجودة بالفعل
by أندرياس بوش
عندما يتعلق الأمر بمعالجة التغير المناخي ، فإن المملكة المتحدة لا تزال تتخذ خطوات صغيرة. هناك الكثير مما يجب عمله - وبسرعة - من أجل ...
لماذا أطفالنا وأحفادنا في انتظار إرث مشع
لماذا أطفالنا وأحفادنا في انتظار إرث مشع
by بول براون
نترك لأطفالنا إرثًا مشعًا ، وهو النفايات المميتة التي لا تزال الحكومات الحالية غير قادرة على توفيرها.
تقرير الأمم المتحدة يحذر فقط من أن العمل السريع والتحولي يمكن أن يوقف كارثة المناخ العالمية
تقرير الأمم المتحدة يحذر فقط من أن العمل السريع والتحولي يمكن أن يوقف كارثة المناخ العالمية
by جيك جونسون
الفشل في الاستجابة لهذه التحذيرات واتخاذ إجراءات صارمة لعكس الانبعاثات يعني أننا سنستمر في مشاهدة الفتاكة ...
كيف يؤدي انتقال الكربون المنخفض إلى تعطيل سياسة الوقود الأحفوري
كيف يؤدي انتقال الكربون المنخفض إلى تعطيل سياسة الوقود الأحفوري
by كارا داجيت
بينما تعمل إدارة ترامب على إضعاف اللوائح المتعلقة بإنتاج الوقود الأحفوري واستخدامه ، هناك صراع أكبر يلعب ...
لماذا إزالة الوقود الأحفوري سيزيد من انبعاثات الكربون ، وليس خفضها
لماذا إزالة الوقود الأحفوري سيزيد من انبعاثات الكربون ، وليس خفضها
by ستيفان أندريسون
حملة عالمية لتشجيع الأفراد والمؤسسات والمستثمرين المؤسسيين على بيع استثماراتهم في الحفريات ...
Hothouse Earth: إليكم ما يقوله العلم في الواقع
Hothouse Earth: إليكم ما يقوله العلم في الواقع
by ريتشارد بيتس
أصبحت ورقة علمية جديدة تقترح سيناريو لتغير المناخ الذي لا يمكن وقفه فيروسية ، وذلك بفضل مذكراته المثيرة…