Byggnader vid 1893s världs Columbian Exposition i Chicago, upplysta av George Westinghous växelström. Field Museum Library / Wikipedia, CC BY
Många experter ser elnätet som största tekniska prestation av 20th århundradet. Men om Thomas Edison, uppfinnare av första kommersiella kraftverk, hade haft sin väg, skulle det moderna nätet inte ha byggts. Istället skulle USA ha drivits av flera kolförbränna kraftverk, med en mil eller så åtskilda, utan el alls på landsbygden.
En annan el-pionjär, ingenjör och uppfinnare George Westinghouse, var övertygad om att Edisons system inte skulle skala, för att använda en modern term. När Westinghouse hörde talas om en teknik som skulle göra det möjligt att skicka el över långa avstånd med bara små förluster hoppade han in i elkraftsbranschen.
"The Current War: Director's Cut”Berättar historien om deras tävling. Även om filmen inte är helt trogen till historien, visar den hur dramatiskt tekniska genombrott som kan verka esoteriska då kan påverka vardagen.
Det amerikanska elnätet har mer än 160,000 miles överföringsledningar som flyttar el från kraftverk till städer och städer. Växelström gjorde det möjligt.
Ett viktigt val
"The Current War" aktiverar valet mellan växelström eller likström att flytta elkraft från generationsstationer till kunder.
Likström, eller likström, flyter stadigt, som vatten som häller från en kanna i ett glas. Moderna ficklampor körs på likströmsbatterier, som ger stabil kraft - åtminstone tills de tappar ner. Växelström, eller AC, vänder med jämna mellanrum riktning, viker och flyter ungefär som rusningen med vatten från en vintage handpump när handtaget skjuts upp och ner.
Både likström och växel kan användas för att köra glödlampor och utrustning, men när någon av strömmen rör sig över elektriska kablar förlorar den viss kraft till trådarna motstånd. Att öka spänningen, eller trycket som gör att den elektriska strömmen flyter, minskar förlusterna kraftigt. Till exempel, om spänningen fördubblas, minskar effektförlusten med en faktor på fyra.
Bild från Harpers Weekly av arbetare som begravde DC-kraftledningar från Edisons Pearl Street-generationsstation i New York, 1882. Wikimedia
När Edisons DC-system nådde marknaden i 1882 var det att öka spänningen för att minska överföringsförlusterna långt bortom dagens teknik. Å andra sidan krävde en ökning eller minskning av växelströmspänningen - versionen som Westinghouse utvecklade - endast ett billigt järnstycke med några trådspolar.
Westinghouse såg den revolutionära potentialen för denna apparat, som snart skulle bli känd som en spänningstransformator, när han läste ett tekniskt konto för ett system som visas på 1885 London Inventions-utställning. Ett mycket bättre affärsledare än Edison, Westinghouse insåg att kraft kunde överföras effektivt över många mil med hög spänning, vilket kraftigt reducerade behovet av att bygga kraftproducerande anläggningar.
Han erhöll de amerikanska patenträttigheterna till transformatorn och bildade omedelbart Westinghouse Electric. Det tog ytterligare sju år, och den serbiska immigrantens geni Nikola Tesla- som uppfann en serie av slitstarka, anpassningsbara motorer som körde på växelström, sålde sedan patenten till Westinghouse - innan folk insåg att växelström tillhandahöll energi mycket billigare än likström.
Uppfinna historier
Den första kommersiella transformatorn, designad av William Stanley för Westinghouse i 1886, gjorde det enkelt att öka och minska spänningen i ett flöde av växelström. National High Magnetic Field Laboratory, CC BY-ND
Tycka om Steve Jobs på Apple, Edison skapade myter när han skapade framtiden. "The Current War" upprepar en jättestor som Edison snurrade om att skicka massor av anställda för att söka jorden efter just rätt filament för att få hans glödlampor att brinna i mer än 10 minuter.
I slutet av 1870 producerade Edison och den engelska kemisten Joseph Swan glödlampor som använde bomullstrådar belagda med kol som sina ljusemitterande element. Edisons viktigaste framsteg var att göra utrustningen perfekt suga luft ur glödlampan och försegla den, vilket förhindrade glödtråden från att brinna upp genom att ta bort syre från lampans inre. Glödtråden i den evakuerade glödlampan varade under 13 timmar, men Edisons överdrivna berättelse om pith-hjälm upptäcktsresande som sökte efter material varade i över ett sekel.
"The Current War" begår ytterligare två allvarliga fel. Först visar det Franklin påven, Westinghous chefingenjör, elektroklippte sig själv medan han arbetade för att göra en växelströmsgenerator perfekt i Pittsburgh. I själva verket arbetade påven för Edison i slutet av 1860 på projekt som inkluderade uppfinna aktiekortetoch blev sedan patentadvokat med Westinghouse som klient. Han dog felsökning av högspänningsutrustning i hans källare i Massachusetts i 1895, år efter händelserna i filmen.
För det andra är filmens slutsats fast vid öppnandet av 1893 Chicago Världens mässa, som tändes av Westinghouse växelström. Scenen skär fram och tillbaka till avrättningen av en dömd mördare i New York, i en elektrisk elektrisk stol. Edison hade utropat den elektriska stolen till statstjänstemän i New York, i hopp om att diskreditera växelström genom att göra det synonymt i allmänhetens sinne med döden genom elektrokution. Men även om avrättningen blev böjd och det tog fyra minuter för den dömda mannen att dö, Edisons gambit misslyckades. Och det ägde rum i 1890, tre år före mässan.
Modern DC kontra AC
Idag har framstegen inom kraftelektronik gjort det praktiskt och ekonomiskt att transformera DC-spänningen med enheter som är mycket mindre än de som används för växelström, vilket möjliggör bredare användning av likström. DC erbjuder några viktiga fördelar: Det är vad vår digitala utrustning och nya LED-lampor använder, så det undviker omvandlingsförluster från AC till DC.
Elektriska fordonsbatterier går på likström.
Högspännings-likströmsledningar nu föra ström från Kanadas vattenkraftsdammar till Boston. Solpaneler producerar likström, och visionärer föreställer sig byggnader anslutits helt för DC, mata LED-belysning och ladda DC-batterier i elektriska fordon. Likströmmikrogrids som genererar och lagrar el lokalt kan öka motståndskraften mot naturkatastrofer eller medvetna attacker.
Det amerikanska maktsystemet kunde i slutändan gifta sig med Edisons och Westinghouse visioner. Men eftersom AC-tekniken är genomgripande kan denna övergång ta decennier.
För en mer exakt redogörelse för det aktuella kriget rekommenderar jag historikern Jill Jonnes underbara bok, Empires of Light: Edison, Tesla, Westinghouse och deras ras för att elektrifiera världen. Men "The Current War: Director's Cut" får två viktiga punkter rätt. För det första har skapandet av teknik varit en drivkraft för nationell storhet under mycket av USA: s historia. För det andra är uppfinningar som kan göra det på marknaden det som verkligen kan förändra världen.
Om författaren
Jay Apt, professor, Tepper Business School, teknik och allmän politik och meddirektör, Carnegie Mellon Electricity Industry Center, Carnegie Mellon University
Denna artikel publiceras från Avlyssningen under en Creative Commons licens. Läs ursprungliga artikeln.
books_technology
.jpg){kind=link}
