Она разгорелась в 80-х годах XIX века, а кончилась совсем недавно – в 2007 г. была закрыта последняя электростанция постоянного тока в США.
Эдисон много работал с постоянным током и сделал огромное количество изобретений: щелочной железо-никелевый аккумулятор, плавкий предохранитель, простой поворотный выключатель, мегафон, мощный электрический генератор, лампа накаливания, фонограф, кинетоскоп – всего около 1000 патентов.
Тесла был приверженцем переменного тока. Он работал в компании Эдисона, однако разногласия заставили его перейти к Вестингхаузу, который благоволил экспериментам ученого.
В 1888 г. Тесла открыл явление вращающегося магнитного поля и создал генераторы высокой и сверхвысокой частот. Особо стоит отметить его трехфазный генератор переменного тока (см. рис. 1). Ранее переменный ток преобразовывался в постоянный с помощью коммутаторов (проволочных щеток) крайне неэффективно. Из-за огромных потерь энергию можно было передавать на расстояния не более 1 мили, и ее хватало только на освещение домов.
Рис. 1. Трехфазный генератор Тесла (нажмите для увеличения)
Тесла разработал новый принцип. Создается два тока с разными фазами так, чтобы между ними возникало переменное электромагнитное поле. Магнит, помещенный в это поле, мог поворачивать двигатель без использования коммутаторов. Эффект был обоснован математически.
Вестингхауз приобрел машину Тесла. Она была настолько сложна, что получила не один патент, а 40, и сочетала в себе 7 крупных изобретений: трансформатор Тесла, генератор переменного тока, динамомашина, синхронный и асинхронный двигатель, вращающееся магнитное поле, принцип многофазной системы.
В 1891 г. Тесла построил резонансный трансформатор, позволяющий получать высокочастотное напряжение с амплитудой до нескольких миллионов вольт.
В 1893 г. Тесла и Вестингхауз получили контракт на установку электрических и осветительных систем на Международной электротехнической выставке в Чикаго (см. рис. 2). Это было первая мировая ярмарка с электрическим освещением. После успешного опыта стало понятно, что переменный ток станет электрической системой будущего. Это была первая крупная победа Тесла. Вскоре концепция, предложенная им, стала применяться по всей стране.
Рис. 2. Фрагмент экспозиции Международной электротехнической выставки в Чикаго, 1893 г. (нажмите для увеличения)
На этой же выставке Никола Тесла остроумно обыграл известное выражение Колумба.
Он доказал возможность поставить яйцо вертикально, даже не разбивая его. При включении электромагнитного индуктора медное яйцо начинает вращаться и постепенно принимает вертикальное положение. Это изобретение получило название «индуктор электромагнитного поля». Сам Тесла называл его Колумбовым Яйцом (см. рис. 3).
Рис. 3. Персональная экспозиция достижений Тесла на Международной электротехнической выставке в Чикаго. В центре фотографии видно «яйцо Колумба» (нажмите для увеличения)
На выставке была продемонстрирована многофазная установка Тесла (см. рис. 4). Большой двухфазный асинхронный двигатель (см. рис. 5), питающийся током от генераторов, служил главной движущей силой.
Рис. 4. Четыре из 12 двуфазных генераторов мощностью 1000 лошадиных сил (нажмите для увеличения)
Рис. 5. Оригинал асинхронного двигателя Тесла в музее Лондона (нажмите для увеличения)
В экспонате содержались многофазный генератор с повышающими и понижающими трансформаторами, короткая линия передачи, асинхронный и синхронный двигатель и вращающийся преобразователь, обеспечивающий постоянный ток, который питал тяговый электродвигатель.
Наряду с генератором были продемонстрированы счетчики и другие вспомогательные устройства. Поскольку они имели не слишком большой размер, публика сочла их универсальными и удобными. К тому же они давали возможность передавать энергию на большое расстояние. Эту энергию можно было использовать в т.ч. для питания устройств, работающих от постоянного тока.
Вскоре Вестингхауз выиграл долгожданный контракт на строительство ГЭС на Ниагарском водопаде, запросив вдвое меньше, чем требовалось Эдисону для реализации проекта на постоянном токе. В 1895 г. ниагарская ГЭС начала функционировать и осуществляла передачу энергии в г. Буффало, расположенный в 22 км от водопада. Это было невозможно сделать с помощью постоянного тока. Ввиду огромных потерь станции, работающие на постоянном токе, могли доставлять электрическую энергии на расстояние не более 1 мили.
Благодаря достижениям Тесла электричество вскоре стало доступно высшему классу общества, проникло в дома и стало привычным. Это был безусловный успех ученого.
К 1895 г. изобретения Тесла успешно применялись в Швейцарии, Германии, Англии, США. Они способствовали развитию железнодорожного строительства. Практически все сегодняшние электростанции обязаны своим существованием Тесла. Его изобретения за сто лет ничуть не изменились. Тесла – человек, существенно повлиявший на ход истории.