"The Current War: Director's Cut" mostra come è arrivato il sistema di energia elettrica

"The Current War: Director's Cut" mostra come è arrivato il sistema di energia elettrica Gli edifici della 1893 World's Columbian Exposition a Chicago, illuminati dalla corrente alternata di George Westinghouse. Field Museum Library / Wikipedia, CC BY

Molti esperti considerano la rete elettrica come il più grande successo di ingegneria del 20 secolo. Ma se Thomas Edison, inventore del prima centrale commerciale, aveva fatto a modo suo, la griglia moderna non sarebbe stata costruita. Invece gli Stati Uniti sarebbero stati alimentati da numerose centrali elettriche a carbone, distanziate di circa un miglio, senza elettricità nelle aree rurali.

Un altro pioniere dell'elettricità, ingegnere e inventore George Westinghouse, era convinto che il sistema di Edison non si sarebbe ridimensionato, per usare un termine moderno. Quando Westinghouse venne a conoscenza di una tecnologia che avrebbe consentito l'invio di elettricità su lunghe distanze con solo piccole perdite, si lanciò nel settore dell'energia elettrica.

"The Current War: Director's Cut"Racconta la storia della loro competizione. Sebbene il film non sia completamente fedele alla storia, mostra come le scoperte drammaticamente tecnologiche che all'epoca possono sembrare esoteriche possono influenzare la vita di tutti i giorni.

La rete elettrica americana ha più di 160,000 miglia di linee di trasmissione che spostano l'elettricità dalle centrali elettriche alle città. La corrente alternata ha reso possibile.

Una scelta chiave

"The Current War" attiva la scelta tra corrente alternata o continua spostare l'energia elettrica dalle stazioni di generazione ai clienti.

La corrente continua o CC scorre costantemente, come l'acqua che scorre da una brocca in un bicchiere. Le moderne torce funzionano con batterie DC, che forniscono energia costante, almeno fino a quando non si scaricano. La corrente alternata, o CA, inverte periodicamente la direzione, il riflusso e il flusso, proprio come il flusso d'acqua di una pompa manuale vintage mentre la maniglia viene spinta su e giù.

Sia DC che AC possono essere utilizzati per far funzionare lampadine e apparecchiature, ma quando uno dei due tipi di corrente si sposta su cavi elettrici, perde energia per la resistenza dei fili. Aumentando la tensione o la pressione che fa fluire la corrente elettrica, si riducono notevolmente le perdite. Ad esempio, se la tensione viene raddoppiata, la perdita di potenza diminuisce di un fattore quattro.

"The Current War: Director's Cut" mostra come è arrivato il sistema di energia elettrica Immagine da Harpers Weekly di operai che seppelliscono linee elettriche CC dalla stazione di generazione di Edison Pearl Street a New York City, 1882. Wikimedia

Quando il sistema DC di Edison ha raggiunto il mercato in 1882, aumentando la sua tensione per ridurre le perdite di trasmissione era molto al di là della tecnologia del giorno. D'altra parte, l'aumento o la diminuzione della tensione CA - la versione che Westinghouse stava sviluppando - richiedeva solo un pezzo di ferro a basso costo con poche bobine di filo.

Westinghouse vide il potenziale rivoluzionario di questo apparato, che presto sarebbe stato conosciuto come a trasformatore di tensione, quando legge un account tecnico di un sistema visualizzato su 1885 London Invention Exhibition. Molto migliore dirigente d'azienda di Edison, Westinghouse ha capito che l'energia poteva essere trasmessa in modo efficiente per molte miglia ad alta tensione, riducendo notevolmente la necessità di costruire centrali elettriche.

Ha ottenuto i diritti di brevetto americano sul trasformatore e ha immediatamente formato Westinghouse Electric. Ci vollero altri sette anni e il genio dell'immigrato serbo Nikola Tesla- che ha inventato una serie di motori durevoli e adattabili che funzionavano con AC, poi vendette i brevetti a Westinghouse - prima che le persone riconoscessero che l'alimentazione CA forniva energia molto più a buon mercato rispetto all'alimentazione CC.

Inventare storie

"The Current War: Director's Cut" mostra come è arrivato il sistema di energia elettrica Il primo trasformatore commerciale, progettato da William Stanley per Westinghouse in 1886, ha reso facile aumentare e diminuire la tensione di un flusso di corrente alternata. Laboratorio nazionale di campo magnetico elevato, CC BY-ND

Mi Piace Steve Jobs alla Apple, Edison ha creato miti mentre stava creando il futuro. "The Current War" ripete un enorme balzo che Edison ha fatto girare per inviare decine di impiegati alla ricerca sulla Terra del filamento giusto per far bruciare le sue lampadine per più di 10 minuti.

Alla fine degli 1870, Edison e il chimico inglese Joseph Swan producevano lampadine che utilizzavano filamenti di cotone ricoperti di carbonio come elementi che emettevano luce. L'avanzamento chiave di Edison fu nel perfezionare l'attrezzatura per aspirare aria dal bulbo e sigillarlo, che ha impedito al filamento di bruciare rimuovendo l'ossigeno dall'interno del bulbo. Il filamento nel bulbo evacuato è durato oltre 13 ore, ma la storia esagerata di Edison di esploratori con l'elmetto protettivo alla ricerca di materiali è durata oltre un secolo.

"The Current War" commette altri due gravi errori. Innanzitutto, mostra Franklin Pope, Ingegnere capo di Westinghouse, fulminandosi mentre lavorava per perfezionare un generatore di corrente alternata a Pittsburgh. In effetti, Pope ha lavorato per Edison alla fine degli 1860 su progetti che includevano inventando il ticker azionario, e poi divenne un avvocato specializzato in brevetti con Westinghouse come cliente. È morto per la risoluzione dei problemi delle apparecchiature ad alta tensione nel suo seminterrato del Massachusetts in 1895, anni dopo gli eventi centrali del film.

In secondo luogo, la conclusione del film è fissata all'apertura del 1893 Fiera mondiale di Chicago, che è stato illuminato da La corrente alternata di Westinghouse. La scena si interrompe continuamente con l'esecuzione di un assassino condannato a New York, su una sedia elettrica alimentata a corrente alternata. Edison aveva propagandato la sedia elettrica ai funzionari dello stato di New York, sperando di screditare la corrente alternata rendendola sinonimo di morte per elettrocuzione nella mente del pubblico. Ma sebbene l'esecuzione è stata fallita e ci vollero quattro minuti prima che il condannato morisse, il gioco di Edison fallì. E si è svolto a 1890, tre anni prima della fiera.

DC moderno contro AC

Oggi, i progressi nell'elettronica di potenza hanno reso pratico ed economico trasformare la tensione della corrente continua con dispositivi molto più piccoli di quelli usati per la corrente alternata, consentendo un più ampio uso della corrente continua. DC offre alcuni importanti vantaggi: è ciò che utilizzano le nostre apparecchiature digitali e le nuove lampade a LED, quindi evita le perdite di conversione da CA a CC.

Le batterie dei veicoli elettrici funzionano a corrente continua.

Linee di trasmissione CC ad alta tensione ora porta energia dalle dighe idroelettriche del Canada a Boston. I pannelli solari producono corrente continua e i visionari stanno immaginando edifici cablato interamente per DC, alimentare l'illuminazione a LED e caricare le batterie CC nei veicoli elettrici. Microreti in corrente continua che generano e immagazzinano elettricità localmente possono aumentare la resilienza a calamità naturali o attacchi deliberati.

Il sistema di potere degli Stati Uniti alla fine potrebbe sposare le visioni di Edison e Westinghouse. Ma poiché la tecnologia AC è pervasiva, questa transizione potrebbe richiedere decenni.

Per un resoconto più accurato dell'attuale guerra, raccomando il meraviglioso libro dello storico Jill Jonnes, Empires of Light: Edison, Tesla, Westinghouse e la loro corsa per elettrificare il mondo. Ma "The Current War: Director's Cut" ottiene due punti chiave giusti. Innanzitutto, la creazione di tecnologia è stata un motore di grandezza nazionale per gran parte della storia americana. In secondo luogo, le invenzioni che possono arrivare sul mercato sono quelle che possono davvero cambiare il mondo.

Circa l'autore

Jay Apt, professore, Tepper School of Business, ingegneria e politica pubblica e condirettore, Carnegie Mellon Electricity Industry Center, Carnegie Mellon University

Questo articolo è ripubblicato da The Conversation sotto una licenza Creative Commons. Leggi il articolo originale.

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