Perang Arus — Tesla vs. Edison
Konfrontasi antara Nikola Tesla dan Thomas Edison di penghujung abad ke-19 bisa disebut sebagai perang nyata, dan bukan tanpa alasan persaingan mereka, yang teknologi transmisi energi listriknya akan menjadi dominan di dunia, masih disebut. "Perang Arus".
Teknologi jalur arus bolak-balik Tesla atau jalur Edison adalah kontroversi penting yang nyata, poin yang baru dibuat pada akhir tahun 2007, dengan penyelesaian akhir transisi New York ke jaringan arus bolak-balik, yang mendukung Tesla.
Generator listrik pertama yang menghasilkan arus searah memungkinkan koneksi yang mudah ke saluran dan karenanya ke konsumen, sedangkan alternator memerlukan sinkronisasi dengan sistem daya yang terhubung.
Yang penting, konsumen yang dirancang untuk arus bolak-balik pada awalnya tidak ada, dan modifikasi efektif dari motor induksi yang dirancang langsung untuk suplai arus bolak-balik telah ditemukan. Nikola Tesla tidak sampai tahun 1888, yaitu enam tahun setelah Edison memulai pembangkit listrik arus searah pertama di London.
Setelah Edison mematenkan sistemnya untuk menghasilkan dan mendistribusikan listrik arus searah pada tahun 1880, yang mencakup tiga kabel — nol, plus 110 volt, dan minus 110 volt, penemu bola lampu yang hebat sekarang yakin bahwa “dia akan membuat penerangan listrik sangat murah. bahwa hanya orang kaya yang akan menggunakan lilin. »
Jadi, seperti disebutkan di atas, pembangkit listrik arus searah pertama diluncurkan oleh Edison pada Januari 1882 di London, beberapa bulan kemudian di Manhattan, dan pada tahun 1887 lebih dari seratus pembangkit listrik Edison DC beroperasi di Amerika Serikat. Tesla bekerja untuk Edison pada saat itu.
Terlepas dari masa depan sistem DC Edison yang tampaknya cerah, mereka memiliki kelemahan yang sangat signifikan. Kabel digunakan untuk mentransfer energi listrik dari jarak jauh, dan seiring bertambahnya panjang kabel, seperti yang Anda ketahui, resistansinya meningkat dan oleh karena itu ada kehilangan panas yang tak terhindarkan. Oleh karena itu, masalah tersebut membutuhkan solusi—untuk mengurangi resistansi kabel, membuatnya lebih tebal, atau meningkatkan voltase untuk mengurangi arus.
Pada saat itu belum ada metode yang efektif untuk meningkatkan tegangan arus searah, dan tegangan pada saluran belum melebihi 200 volt, sehingga daya yang signifikan hanya dapat disalurkan untuk jarak tidak lebih dari 1,5 km, dan jika kebutuhan untuk mentransfer listrik tambahan, ada kabel mahal dengan penampang besar.
Jadi, pada tahun 1893, Nikola Tesla dan investornya, pengusaha George Westinghouse, menerima pesanan untuk menerangi pameran di Chicago dengan dua ratus ribu bola lampu. Itu adalah kemenangan.Tiga tahun kemudian, pembangkit listrik tenaga air arus bolak-balik pertama dibangun di Air Terjun Niagara untuk mengirimkan listrik ke kota terdekat Buffalo.
Dengan kata lain, pada tahun 1928 AS telah berhenti mengembangkan sistem arus searah, yakin sepenuhnya akan keuntungan arus bolak-balik. Setelah 70 tahun berikutnya, pembongkaran mereka dimulai, pada tahun 1998 jumlah pengguna arus searah di New York tidak melebihi 4.600, dan pada tahun 2007 tidak ada yang tersisa, ketika kepala teknisi Consolidated Edison secara simbolis memotong kabel dan "War of the Arus" telah berakhir.
Peralihan ke arus bolak-balik menghantam Edison dengan keras, dan, merasa dikalahkan, dia mulai menuntut pelanggaran hak patennya, tetapi keputusan para hakim tidak menguntungkannya. Edison tidak berhenti, dia mulai mengorganisir demonstrasi publik di mana dia membunuh hewan dengan arus bolak-balik, mencoba meyakinkan siapa saja dan semua orang tentang bahaya menggunakan arus bolak-balik, dan sebaliknya - keamanan jaringan DC-nya.
Akhirnya sampai pada titik bahwa pada tahun 1887, mitra Edison, insinyur Harold Brown, mengusulkan untuk mengeksekusi penjahat dengan arus bolak-balik yang mematikan. Westinghouse dan Tesla tidak menyediakan generator untuk ini dan bahkan menyewa pengacara untuk istrinya Kemmer, yang dijatuhi hukuman mati di kursi listrik. Tetapi ini tidak menyelamatkan, dan pada tahun 1890 Kemmler dieksekusi dengan arus bolak-balik, dan Edison memastikan bahwa jurnalis yang disuap itu melemparkan lumpur ke Westinghouse untuk ini di korannya.
Meskipun PR buruk Edison terus berlanjut, sistem AC Tesla ditakdirkan untuk sukses.Tegangan AC dapat ditingkatkan dengan mudah dan efisien menggunakan trafo dan ditransmisikan melalui kabel dengan jarak ratusan kilometer tanpa kehilangan banyak. Saluran tegangan tinggi tidak memerlukan penggunaan konduktor tebal, dan penurunan tegangan di gardu transformator memungkinkan untuk memasok tegangan rendah ke konsumen untuk memasok beban AC.
Ini dimulai dengan fakta bahwa pada tahun 1885 Tesla pensiun dari Edison dan bersama Westinghouse memperoleh beberapa trafo Golar-Gibbs dan alternator yang diproduksi oleh Siemens & Halske, kemudian dengan dukungan Westinghouse ia memulai eksperimennya sendiri. Alhasil, setahun setelah percobaan dimulai, pembangkit listrik 500 volt pertama mulai beroperasi di Great Barrington, Massachusetts.
Saat itu tidak ada motor yang cocok untuk daya AC yang efisien, dan pada tahun 1882 Tesla telah menemukan motor listrik polifase, paten yang ia terima pada tahun 1888, tahun yang sama dengan meteran AC pertama kali muncul. Sistem tiga fase diperkenalkan di Frankfurt am Main pada sebuah pameran tahun 1891, dan pada tahun 1893 Westinghouse memenangkan tender untuk membangun pembangkit listrik di Air Terjun Niagara. Tesla percaya bahwa energi pembangkit listrik tenaga air ini akan cukup untuk seluruh Amerika Serikat.
Untuk mendamaikan Tesla dan Edison, Niagara Power Company menugaskan Edison untuk membangun saluran listrik dari stasiun Air Terjun Niagara ke kota Buffalo. Akibatnya, General Electric, yang dimiliki oleh Edison, membeli perusahaan Thomson-Houston, yang memproduksi mesin AC, dan mulai memproduksinya sendiri.
Jadi Edison mendapatkan uang lagi, tetapi publisitas anti-AC tidak berhenti — dia menerbitkan dan mendistribusikan di surat kabar foto-foto eksekusi oleh AC dari Topsy si gajah yang menginjak-injak tiga pekerja sirkus di Luna Park New York pada tahun 1903.
Arus Searah dan Bolak-Balik—Keuntungan dan Kerugian
Secara historis, arus searah telah banyak digunakan untuk menggerakkan motor listrik yang digerakkan seri dalam transportasi. Motor seperti itu bagus karena menghasilkan torsi tinggi pada jumlah putaran per menit yang rendah, dan jumlah putaran ini dapat dengan mudah disesuaikan hanya dengan memvariasikan tegangan DC yang disuplai ke belitan medan motor atau dengan rheostat.
Motor DC dapat mengubah arah putarannya hampir secara instan ketika polaritas suplai ke belitan medan berubah. Jadi, motor DC masih banyak digunakan pada lokomotif diesel, lokomotif listrik, trem, troli, pada berbagai elevator dan crane.
Arus searah dapat digunakan untuk menyalakan lampu pijar, berbagai perangkat elektrolisis industri, pelapisan listrik, pengelasan tanpa masalah; itu juga berhasil digunakan untuk menyalakan peralatan medis yang kompleks.
Tentu saja, arus searah berguna dalam teknik kelistrikan, karena sirkuit yang sesuai mudah dihitung dan mudah dikendalikan, bukan tanpa alasan bahwa pada tahun 1887 di AS terdapat lebih dari seratus pembangkit listrik arus searah, pekerjaan yang dipimpin oleh perusahaan Thomas Alva Edison. Jelas, DC nyaman bila tidak diperlukan konversi, yaitu. menambah atau mengurangi tegangan, ini adalah kelemahan utama dari arus searah.
Terlepas dari upaya Edison untuk memperkenalkan sistem transmisi arus searah, sistem seperti itu juga memiliki kekurangan yang signifikan — kebutuhan untuk menggunakan material dalam jumlah besar dan kerugian transmisi yang signifikan.
Faktanya adalah tegangan pada saluran DC pertama tidak melebihi 200 volt, dan listrik dapat ditransmisikan pada jarak tidak lebih dari 1,5 km dari pembangkit listrik, sementara banyak energi yang terbuang selama transmisi (ingat Hukum Joule-Lenz).
Jika masih diperlukan untuk mengirimkan lebih banyak daya pada jarak yang lebih jauh, kabel tebal yang berat harus digunakan dan ini ternyata sangat mahal.
Pada tahun 1893, Nikola Tesla mulai memperkenalkan sistem AC-nya, yang menunjukkan efisiensi tinggi karena sifat AC itu sendiri. Arus bolak-balik dapat dengan mudah diubah menggunakan transformator, meningkatkan voltase, dan kemudian dimungkinkan untuk mentransfer energi listrik selama beberapa kilometer dengan kerugian minimal.
Ini karena ketika daya yang sama disuplai melalui kabel, arus dapat dikurangi karena kenaikan tegangan, oleh karena itu kerugian transmisi lebih sedikit dan penampang kabel yang diperlukan juga berkurang. Inilah sebabnya mengapa kisi-kisi AC mulai diperkenalkan di seluruh dunia.
Motor asinkron pada mesin dan mesin pemotong logam, tungku induksi disuplai dengan arus bolak-balik; mereka juga dapat menyalakan lampu pijar sederhana dan beban aktif lainnya. Motor dan transformator asinkron merevolusi teknik kelistrikan justru karena arus bolak-balik.
Jika arus searah diperlukan untuk suatu keperluan, misalnya untuk mengisi baterai, sekarang selalu dapat diperoleh dari arus bolak-balik dengan bantuan penyearah.