交流電之父——特斯拉對交流電的貢獻

2021-01-16 ittbank


關於特斯拉簡介


尼古拉·特斯拉(Nikola Tesla,1856年7月10日~1943年1月7日),塞爾維亞裔美籍發明家、機械工程師、電氣工程師。他被認為是電力商業化的重要推動者之一,並因主持設計了現代交流電系統而最為人知。在麥可·法拉第發現的電磁場理論的基礎上,特斯拉在電磁場領域有著多項革命性的發明。他的多項相關專利以及電磁學的理論研究工作是現代的無線通信和無線電的基石。特斯拉能流利地說多種語言。除了克羅埃西亞語外,他還會說7種語言:捷克語,英語,法語,德語,匈牙利語,義大利語,拉丁語。中年時特斯拉與馬克•吐溫成為了親密的朋友,他們在實驗室和其它地方共度了許多時光。


在美國,特斯拉在歷史上或通俗文化上的名聲可以媲美任何其他的發明家或科學家。1893年他展示了無線通訊並成為了電流之戰的贏家之後,就成為了美國最偉大的電子工程師之一而備受尊敬。許多他早期的成果變成現代電子工程的先驅,而且他的許多發現極具開創性和重要性。在公元1943年,美國最高法院承認他為無線電的發明者。



在使用電的現代世界上到處都可以看見特斯拉的遺產。撇開他在電磁學和工程上的成就,特斯拉也被認為對機器人、彈道學、資訊科學、核子物理學和理論物理學上等各種領域有貢獻。特斯拉晚年被視為一個瘋狂科學家並由於宣稱可以創造怪異的科學發明而被注意。許多他的成就已伴隨著一些爭議被應用,去支持著許多的偽科學,如幽浮理論和新世紀神秘理論。特斯拉當代的欽佩者視他為「創造出二十世紀的人」。


他是一個被世界遺忘的偉人。交流發電機就是他發明的,而愛迪生鍾愛自己發明的直流發電機,極力打壓Tesla。如果Tesla不是被迫放棄了交流電的專利權供世人免費使用(每馬力$2.53),那他會是世界上最富有的人,他的夢想就是給世界提供用之不竭的能源。特斯拉從不在意他的財務狀況,於窮困且被遺忘的情況下病逝,享年86歲。雖然他是一個絕世天才,但很遺憾沒有多少人記得他。


特斯拉對交流電的貢獻


交流電系統


交流電,簡稱為AC。交流電也稱「交變電流」,簡稱「交流」。一般指大小和方向隨時間作周期性變化的電壓或電流。它的最基本的形式是正弦電流。當發現了電磁感應後,產生交流電流的方法則被發現。早期的成品由尼古拉·特斯拉、麥可·法拉第與波利特·皮克西等人開發出來。其中,波利特·皮克西在1832年基於麥可·法拉第的原理製造了第一臺交流電機。


1882 年,特斯拉已經發明了世界第一臺交流電發電機,更於1885 年發明多相電流和多相傳電技術,就是現在全世界廣泛應用的 50-60Hz( 赫茲 ) 傳送電力的方法。 愛迪生發明直流電後,電器得到廣泛應用,而電費同時卻十分高昂,所以經營輸出直流電成為了當時最賺錢的生意。


到1884 年,特斯拉脫離愛迪生公司後,遇上西屋公司負責人喬治威斯汀豪斯 (George WesTInghouse) ,並在其支持下於1888 年正式將交流電帶給當時代的社會。


1891年,尼古拉·特斯拉取得了「高頻率」(15,000赫茲)交流發電機的專利。這一年之後,多相交流發電機被用來供應電流,此後的交流發電機的交流電流頻率通常設計在16赫茲至100赫茲間,搭配弧光燈、白熾燈或電動機使用。在 1893 年 1 月位於芝加哥的一次世界博覽會開幕禮中,特斯拉展示了交流電同時點亮了 90,000 盞燈泡的供電能力,震懾全場,因為直流電根本達不到這種效果。事後,特斯拉因此次展示取得了尼亞加拉水電站電力設計的承辦權。從此交流電鹹魚翻身,取代了直流電成為供電的主流。而特斯拉擁有著交流電的專利權,在當時每生產一匹交流電就必須向特斯拉繳納1美元的版稅。在強大的利益驅動下,當時一股財團勢力要脅特斯拉放棄此項專利權,並意圖獨佔牟利。經過多番交涉後,特斯拉決定放棄交流電的專利權,條件是交流電的專利將永久公開。從此他便撕掉了交流電的專利,損失了收取版稅的權利。從此交流電再沒有專利,成為一樣免費的發明。



尼古拉·特斯拉雖然不是交流電發動機的最早發明者,但其對交流電的的改進如同瓦特對蒸汽機的改進一樣,有傑出的貢獻。1886年,特斯拉創建了自己的公司,特斯拉電燈與電氣製造公司。但是投資商不同意特斯拉關於交流電發電機的計劃。在1887年,他組裝了最早的無電刷交流電感應馬達, 並在1888年為美國電氣電子工程師學會作了演示。此後一年裡他發展了特斯拉線圈的原理,並且開始在西屋電器與製造公司位於匹茲堡的實驗室與喬治·威斯汀豪斯一起工作。威斯汀豪斯聽取了他的關於利用多相系統遠程傳輸交流電的想法。同年,愛迪生買通美國某些州政府官員,把當地死刑由絞刑改為交流電電刑。並僱用小學生,抓貓狗來用特斯拉的交流電做實驗,把貓狗電死,來顯示特斯拉的交流電的危害,打擊特斯拉交流電在人們心目中的地位。


在19世紀80年代末,愛迪生推廣用直流電來提供電力分配比特斯拉與威斯汀豪斯所推廣的交流電來比,更有效果,因此特斯拉與愛迪生在一定程度上成為了競爭對手。直到特斯拉發明了異步電動機,交流電遠距離高壓傳輸的優點也就體現出來,同時也解決了機器不能用上交流電的問題。由於「電流之戰」緣故,特斯拉和威斯汀豪斯幾近破產,因此在1897年,特斯拉用自己的專利使用費替威斯汀豪斯緩解了一下危機。




來源:電子發燒友網


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