حرب التيارات أو معركة التيارات وقعت في أواخر الثمانينيات من القرن التاسع عشر، فيما بين جورج ويستينجهاوس George Westinghouse و توماس أديسون Thomas Edison الذين أصبحا خصوماً بسبب تشجيع أديسون للتيار الكهربائي المستمر والعمل على الترويج له على حساب التيار الكهربائي المتردد الذي كان يدافع عنه كل من ويستينجهاوس و نيكولا تيسلا Nikola Tesla.
قصة الحرب بين التيار الكهربائى المتناوب والمستمر:
في البدء كان التيار المستمر DC
في عام 1879، قام توماس أديسون بابتكار المصباح الكهربائي وقدم للعالم فكرة مولد التيار المستمر للإضاءة الكهربائية. فبهر العالم بابتكاره الجديد. وفي عام 1887 انتشرت على أراضي الولايات المتحدة 121 محطة كهربائية سميت باسم هذا العالم العبقري Edison ، تقوم بتوصيل كهرباء التيار المستمر لسكان أمريكا.
لكن … !
مع انتشار استخدام الكهرباء في المنازل، وكثرة الطلب عليها، بدأت تظهر بعض مشاكل التيار المستمر. من أبرزها قصر المسافة التي يقطعها التيار، فمع اتساع رقعة التغطية وجد أن التيار المستمر يفقد بعضاً من قوته بعد قطعه مسافة قصيرة قدرت بالميل الواحد. هنا بدأ العلماء عملية البحث عن حل عملي لهذه المشكلة يرضي كلاً من شركات الكهرباء والمستهلكين.
وبدأت الحرب …
في عام 1881 بدأ العالمان Nikola Tesla و George Westinghouse تطوير نظامهما الجديد والمعتمد على فكرة التيار المتناوب AC. أبرز ما يميز هذا النظام هو فعاليته وقدرته على التوصيل الكهربائي لمسافات طويلة جداً مقارنة بالتيار المستمر DC، فاعتمدته أغلب شركات الكهرباء في محطات التوليد والتوصيل، وأصبحت غالبية دول العالم تعتمد هذا النظام. لكن على الرغم مما أحدثه التيار المتناوب من ثورة في عالم الكهرباء، لازال البعض متمسكاً بفكرة استخدام التيار المستمر ، ومن هنا بدأت بين الفريقين سلسلة من النقاشات حول جدوى استخدام أي من التيارين ، حتى أطلق على ذلك مصطلح حرب التيارات. آخر أخبار هذه الحرب هو قيام إحدى الشركات العريقة في مدينة نيويورك بقطع خدمة التيار المستمر من 1600 مستهلك يسكنون أرقى أحياء المدينة – مانهاتن- أواخر عام 2005.
ولاكن ...
كيف يعمل التيار المستمر DC ؟
الشكل التالي يبين كيفية عمل التيار المستمر
كما تلاحظ، فالطاقة الإلكترونية تنتقل في اتجاه واحد داخل أجزاء الدائرة الكهربائية، تتدفق فيه الإلكترونات من القطب السالب للدائرة إلى القطب الموجب، ويبقى هذا الاتجاه ثابتاً مع ثبات في الجهد والتيار الكهربائي مهما تغير الزمن.
كيف يعمل التيار المتناوب AC ؟
الشكل التالي يبين كيفية عمل التيار المتناوب
كما تلاحظ، فاتجاه تدفق الإلكترونات في أجزاء الدائرة الكهربائية يتغير عدة مرات في الثانية الواحدة بسبب تناوب القطبين السالب والموجب، ويسمى هذا التيار أيضاً بالتيار المتردد، نظراً لتردد اتجاه التيار بين القطبين السالب والموجب. لهذا السبب، علينا الأخذ بالاعتبار احتساب دالة الوقت عند التعامل رياضياً مع هذا التيار.
الفرق بين التيار المتناوب والتيار المستمر
التيار المستمر هو التيار الكهربائي الذي يتدفق بشكل ثابت من القطب السالب إلى الموجب من مصدر توليد التيار الكهربائي, مثل التيار المتدفق من البطارية الجافة, حيث أن القطبين الموجب والسالب للبطارية يبقيان كما هما دون تغير خلال تدفق التيار الكهربائي.يرمز لهذا النوع من التيار بالرمز DC باللغة الإنجليزية.
أما التيار المتناوب فهو التيار الكهربائي الذي يتدفق بشكل متناوب من القطب السالب إلى الموجب تارة وبالعكس تارة أخرى من مصدر توليد الطاقة الكهربائي, مثل التيار المتدفق من محطة توليد الكهرباء, حيث أن الملف الذي يقطع المجال المغناطيسي يغير اتجاهه خلال عملية الدوران مما يعني تغير اتجاه تدفق التيار في كل مرة يدور فيها الملف نصف دورة, وبتالي تغير القطب الموجب والسالب في كل مرة.يرمز لهذا النوع من التيار بالرمز AC باللغة الإنجليزية.
التغير في التيار المتناوب يتم إما خمسين مرة أو ستين مرة في الثانية الواحدة حسب البلد المنتج للطاقة الكهربائية, هذا التغير هو ما يسم بتردد التيار والذي يقاس بالهيرتز.
الفائدة من التيار المتناوب هو إمكانية زيادة فولتية التيار بشكل أسهل من حالة التيار المستمر , وبالتالي التمكن من نقل التيار الكهربائي ذو الفولتية العالية إلى مسافات بعيدة بشكل فعال.
معركة التيارات
Thomas Edison
George Westinghouse
Nikola Tesla
خلال السنوات الأولى من توزيع الكهرباء ،كان تيار اديسون المستمر هو المعيار للولايات المتحدة ولا يريد اديسون فقدان كل عائدات براءة الأختراع. كان التيار المستمر يعمل بشكل جيد مع المصابيح المتوهجة - التي كانت الاستخدام الرئيسي آنذاك - والمحركات. وكانت نظم التيار المستمر يمكن استخدامها مباشرة مع بطاريات التخزين، لتوفير التيار والدعم أثناء انقطاع الكهرباء من المولدات. يمكن بسهولة توازي مولدات التيار المستمر، للسماح بالتشغيل الاقتصادي باستخدام الآلات الصغيرة الخفيفة خلال فترات الحمل. أثناءاستحداث نظام أديسون، لم يتوفر عمليا أى محرك للتيار المتردد. كان اديسون قد اخترع جهاز لقياس الاستهلاك للسماح للعملاء بدفع الفاتورة المتناسبة مع استهلاك الطاقة، ولكن هذا الجهاز يعمل فقط مع التيار المستمر. اعتبارا من 1882 وكانت جميع هذه المزايا التقنية للتيار المستمر فقط.
من خلال عمله مع المجالات المغناطيسية الدوارة، وضع تسلا نظام لتوليد الطاقة ونقلها، استخدام طاقة التيار المتردد. وإتحد مع جورج يستنغهاوس لتسويق هذا النظام. وقد سبق أن إشترى ويستنغهاوس حقوق نظام تسلا "النظام المتعدد الأطوار" وأيضا براءات الاختراع لمحولات التيار المتردد للوسيان جالارد Lucien Gaulard وجون ديكسون جيبس John Dixon Gibbs.
كانت هناك العديد من العوامل الخفية في هذا التنافس.فقد كان أديسون رجل معملي وصاحب تجارب من الدرجة الأولي، ولكنه لم يكن عالم الرياضيات. ولا يمكن أن تفهم التيار المتردد فهما صحيحا، أو استغلالها من دون فهم كبير في الرياضيات والفيزياء الرياضية (انظر الشبكة الكهربائية)، والتي يمتلكها تسلا. كان تسلا يعمل لحساب أديسون ولكن بأقل تقدير (على سبيل المثال، عندما علم لأول مرة اديسون بفكرة تسلا عن نقل الطاقة التيار المتردد، فرفضها فورا قائلا : "[تسلا] الأفكار رائعة، لكنها غير عملية على الإطلاق."). إنتابت تسلا المشاعر السيئة بسبب أنه قد خدع من قبل اديسون بانه وعده بالتعويض عن عمله. وسوف يندم اديسون لاحقا لأنه لم يستمع إلى تسلا ويستخدم التيار المتردد.
من فاز بحرب التيارات ؟
انتهت الحرب بفوز نيكولا تيسلا وويستينجهاوس على توماس أديسون، وتم بعد هذا الانتصار اعتماد التيار الكهربائي المتناوب في كافة أنحاء العالم.
هل تريد أن تقرأ أيضا :
قصة إختراع المصباح الكهربائي History lamp
توماس ألفا إديسون Thomas Alva Edison
ليست هناك تعليقات:
إرسال تعليق