Historia del Uso de la Corriente Alterna Edison Vs. Tesla Disputa



Historia del Uso de la Corriente Alterna
Disputa de Edison Vs. Tesla

Hacia 1880, la ciudad de Nueva York tenía por la noche un aspecto muy diferente al de hoy. Calles y casas estaban, en general, iluminadas con lámparas de gas o de aceite. Pocos años antes, Edison había presentado su práctica lámpara incandescente. Sin embargo, no había un sistema público de energía eléctrica, aunque las calles del bajo Manhattan estaban festoneadas con gran número de alambres eléctricos para circuitos telefónicos y telegráficos.

El primer sistema comercial de energía eléctrica, desarrollado por Thomas Edison, era estrictamente un sistema de corriente continua. La mayoría de los científicos estaban convencidos que la corriente alterna no era segura ni práctica para uso comercial y que no tenía ninguna ventaja compensadora.

Cuando se considera que la distribución práctica de la energía eléctrica se inició con la corriente continua y que sus sistemas predominaron muchos años, es sorprendente que alguna vez llegara a nosotros la corriente alterna. Ahora, sin embargo, los sistemas de energía eléctrica están basados casi exclusivamente en corrientes alternas.

Es evidente que hay algunas propiedades de la corriente alterna que la hacen particularmente valiosa en situaciones comerciales modernas.

MlCHAEL FARADAY
PRIMEROS PASOS….Conocido como el «príncipe de los experimentadores». Faraday había sido el creador de un sorprendente número de cosas nuevas, incluyendo la iluminación a gas; pero se lo recuerda únicamente como el inventor de la dínamo.

Ya en 1821, demostró que un alambre   cargado podía   girar continuamente   en torno de un imán y que podía hacerse que girase alrededor de un alambre que transportaba corriente. De estos primeros experimentos resultó una idea que siguió dándole vueltas en el cerebro curante los diez años siguientes. ¿Sería posible que un imán produjera electricidad?

Faraday Cientifico

Lo que indujo a Faraday a concentrarse en este problema fue su convencimiento de que en el espacio que rodeaba a un imán o a un alambre cargado vibraban líneas invisibles de fuerza que se movían hacia fuera en círculos. Sabía que consiguiendo que lesas líneas invisibles de fuerza hicieran girar una rueda, habría dominado esos poderes invisibles.

Era una idea audaz y original la de conseguir que un campo magnético saltara por el espacio desde luna bobina primaria a una bobina secundaria. Fracasaron los ensayos que, con intermitencias, hizo durante diez años. No logró inducir una corriente continua en una bobina secundaria, hasta que de pronto comprendió la verdad en la tarde del 17 de octubre de 1831: para conseguir una corriente continua era necesario tener en movimiento continuo las bobinas  o   imanes   que   cortasen   las líneas   de fuerza.

En pocos días construyó la primera dínamo. Montó un disco de cobre de 30 centímetros, que podía hacerse girar mediante una manivela. Los bordes exteriores pasaban entre los polos de un gran imán mientras giraba. Unas escobillas iban desde el disco le cobre a la segunda bobina, que tenía un galvanómetro. Mientras hacía girar la manivela, la aguja del galvanómetro anunciaba triunfalmente el hecho de que la corriente pasaba sin cesar.



Faraday consiguió convertir la fuerza mecánica en corriente. La primera dínamo (o generrador de energía eléctrica) había nacido.

Dinamo, generador de energía electrica

Faraday ignoraba que el año anterior, Joseph Henry, desde Estados Unidos, había escrito a un amigo: «Últimamente he logrado producir movimiento en una pequeña máquina mediante una fuerza que, a mi juicio, hasta ahora no ha sido aplicada en mecánica: mediante atracción y repulsión magnética«. Henry no dio este hecho a la publicidad y con ello hizo perder a Estados Unidos en honor de haber descubierto la dínamo.

En las décadas   que siguieron,   la dínamo   experimental   de Faraday se   transformó,   poco a poco, en el tipo   de   motor-generador   conocido   actualmente. En lugar   del disco   de cobre, se hizo   girar bobinas entre los polos.   Un simple anillo   se transformó   en una serie de bobinas como  un inducido.

Un electroimán reemplazó   al imán permanente.   Los   núcleos de hierro   de los inducidos   se cortaron   en láminas aisladas, para   conseguir un campo   mayor de intensidad. En 1873,   Z. T. Gramme, de Viena, hizo que un motor   eléctrico girase   accionado   por una   máquina   de vapor y   generó corriente   eléctrica.

Fue entonces   cuando   Edison   pensó   en valerse   de una máquina   de vapor   para   hacer   rotar una   dínamo enorme y con   ello conseguir   una corriente   directa que pasara en forma constante a través de los cables tendidos   por   debajo   de   tierra,   hasta   las   bombitas eléctricas de los edificios. Estaba dispuesto entonces a iniciar los experimentos conducentes a mejorar la lámpara eléctrica, objetivo que logró luego de ensayar 1200 variantes de materiales para el filamento.

Mas tarde Edison se abocó al estudio de generación de corriente eléctrica o generadores y para ello, añadió bastantes espiras de alambre en las bobinas de los primitivos generadores que rodeaban al inducido, hizo los imanes suficientemente grandes y aceleró la rotación del inducido lo necesario para conseguir una fuente barata de energía eléctrica.

EdisonLuego Edison analizó en que si se distribuía la energía por una ciudad era necesario colocar un medidor de consumo. Pensó en el problema práctico de colocar un medidor en cada edificio, a fin de conocer el consumo de corriente eléctrica.

Basándose en que la velocidad de rotación de una dínamo es directamente proporcional a la corriente, construyó un medidor consistente en un pequeño motor desmultiplicado de tal manera que una fracción de una vuelta de la aguja indicadora representase un número enorme de revoluciones. Hubo que resolver otros problemas, tales como la fabricación de fusibles seguros y artefactos livianos.

Toda la provisión de lamparitas, artefactos y electricidad fue gratuita durante un período de cinco meses en todos los edificios que accediesen a cambiar el gas por electricidad. Finalmente, todo estuvo listo y se dio paso a la corriente.

Los periodistas que vieron toda una manzana de la ciudad iluminada con 2.300 lamparitas eléctrica: comprendieron que la era de la iluminación de ga tocaba a su término. Escribieron que no había ninguna llama vacilante ni olor nauseabundo a gas expresando su atónita sorpresa ante las «resplande cientes herraduras que brillaban dentro de los globo en forma de peras».



La lámpara eléctrica de Edison abrió el camine a la nueva era eléctrica. De los inducidos de 1e central eléctrica entregaban una corriente de 60 ciclos y de 120 voltios que fue la común en todos los hogares de Estados Unidos. Cada libra de carbón producía al consumirse un kilovatio hora de electricidad. Una habitación se iluminaba con sólo hacer girar un interruptor, todo porque una bobina de alambre hacía cosas de magia en un imán.

La lámpara de filamento carbónico se convirtic en lámpara de tungsteno cuando William Coolidge, de la General Electric, descubrió que un pedazo de tungsteno tratado especialmente podía estirarse en forma de metal flexible.

Irving Langmuir añadió un gas que retardaba la evaporación del tunsgteno y consiguió que ardiese a mayor temperatura, a fin de que de una simple lamparita se obtuviese más luz. Ahora el Hombre Mecánico abriría sus ojos brillantes   dondequiera   una  habitación necesitara luz.

iluminador electrico de gran potencia

PROYECTOR ELÉCTRICO DE 1,50 METROS, QUE ILUMINA LOS OBTETOS SITUADOS A 16 KILÓMETROS DE DISTANCIA

LA ERA DE LA ENERGÍA ELÉCTRICA:

La central eléctrica de Edison dio el impulso inicial a una nueva era de la energía.Resultó evidente que no se aprovechaba toda la energía de que era capaz la primera central eléctrica. La iluminación eléctrica sólo por períodos exigía el total de la energía. Hubo una enorme reserva, que se podía destinar a otros propósitos.

¿Por   qué   no aplicarla   para   hacer   caminar   las ruedas de los tranvías, en vez de emplear caballos? Esto apuntaba hacia un motor eléctrico.

La corriente que pasa por las bobinas de un inducido lo hace girar en virtud de la forma en que lo atraen y repelen los polos norte y sur de un imán permanente. Con un inducido conectado a las ruedas de los tranvías, era posible hacer girar éstas. Todo lo que se necesitaba era agregar un tercer cable a los que pasaban por debajo de tierra, para que sirviese de nueva línea de transmisión y suministrase la energía que necesitaba el motor eléctrico.

Los cincuenta mil caballos cuyos cascos repiqueteaban en los empedrados de Broadway conocieron pronto un sonido nuevo: el ruido metálico del primer tranvía eléctrico.

El tercer cable tardó poco en suministrar energía a los hogares y a los nuevos trenes elevados. El nuevo sistema de transporte permitió la expansión de la ciudad. Los trabajadores no necesitaron ya vivir a distancias que pudieran recorrer a pie para ir a sus oficinas y fábricas. Mientras tanto, los barrios céntricos de las ciudades comenzaron a crecer en sentido vertical, a medida que los motores nuevos accionaban los ascensores de edificios altos.



Los motores eléctricos lograron contener más energía con tamaños menores. Se tornaron tan potentes como para ser unidos directamente a las máquinas de las fábricas. Entraron en los hogares en aspiradoras de alfombra. El proceso sigue continuando ante nuestra vista, mediante el agregado de motores a lavadoras, mezcladoras, batidoras, refrigeradoras y acondicionadoras de aire.

generadores de corriente electrica

Con su sala de turbinas de vapor construida a orillas del rio, completo aislamiento de todo el equipo eléctrico, disposiciones hidráulicas para eliminar las cenizas, instalación de calderas con recalentadores de vapor formados de seis tubos colocados sobre la cámara de combustión, extenso empleo de motores para llevar a efecto las operaciones precisas con las válvulas y perfecta maquinaria para facilitar el transporte del carbón, esta estación central de «Hell Gate», Nueva York, de la Compañía United Electric Light y Power, no tiene rival.

La Corriente Alternada

Aunque la electricidad, en su avance arrollador por el mundo hacía adeptos continuamente, la central  eléctrica  de  Edison  reveló  un notorio  defecto.

Las luces eléctricas, que eran brillantes y constantes cerca de la usina, se debilitaban y oscilaban a tres kilómetros de distancia.

Los generadores de corriente eléctrica no proporcionaban más   de 500 voltios   y esta   energía   no se podía  «impulsar» a  mucha   distancia de la   central eléctrica. Si se sobrepasaba los 500 voltios, la energía se derrochaba en lluvias de crujientes chispas azules que partían de las piezas   sobrecargadas del generador. Se vio con   claridad que hacía   falta un   generador de nuevo tipo, que fuese capaz de suministrar energía a distancias largas.

Tesla NikolaUn inventor servio, Nikola Tesla, que trabajó a las órdenes de Edison desde que llegó a este país, se convenció de que la solución estaba en la corriente alternada, que podía generarse en voltajes muy altos.

Edison creyó que esta corriente era demasiado peligrosa. Tesla argüyó que podría reducirse el voltaje, hasta llegar a 120 voltios para uso doméstico, mediante transformadores escalonados.

A todo esto, el transformador, inventado en 1886, resultó ser mucho más flexible de lo que todos imaginaban.   Fue posible pasar   energía de alto voltaje de un circuito a otro circuito con voltaje más bajo, pero con la misma frecuencia (número de revoluciones de una armadura), sin que se moviese ninguna pieza.

El aumento y disminución de los voltajes fue fácil y seguro. Todo lo que se necesitaba era aumentar o disminuir en el secundario el número de espiras de alambre   con relación   al primario, una   ley sencilla que databa de los días de Faraday.

Tesla llevó su patente a George Westinghouse, quien prosperaba mucho con su nuevo freno de aire, que dio seguridad a los ferrocarriles. Westinghouse adivinó en el acto la importancia del generador de corriente alterna. Calculó que el costo de transmisión de esa energía sería sólo el diez por ciento de lo que costaba la corriente continua de Edison.

Los voltajes altos exigían cables más delgados, lo cual permitía muy grandes economías por razón de costosnormal de 120 voltios a distancias que llegaban a 400 kilómetros.

Pronto resultó evidente que mediante centrales hidroeléctricas podían distribuirse 80.000 voltios a ciudades y granjas del campo desde 500 a 1.000 kilómetros. Si fallaba la caída natural del agua, siempre había turbinas de vapor como reserva, para prestar el servicio.

Valida de estos medios, la energía eléctrica se abarató tanto que pudo competir con la energía del vapor, y pronto las fábricas empezaron a usarlas como fuente de potencia. Se instalaron en fábricas nuevos motores de eficacia mayor, en lugar de los ejes, correas y poleas exigidos por la máquina de vapor. La fábrica no sólo adquirió un aspecto más limpio y ordenado, sino que también dispuso de una mayor velocidad.

Se acoplaron motores a máquinas que ahora podían aumentar su velocidad de. rotación hasta 400 revoluciones -por minuto. Conectando motores de diferentes tamaños, sólo se necesitaba una energía mínima. Las fábricas economizaron el costo del anterior movimiento constante de las correas, los ejes y las cadenas que se empleaban con la energía de vapor.

Más o menos en 1920, el Hombre Mecánico unió casi todas las aldeas y ciudades de Estados Unidos a su red de conductores. Los nuevos mapas del mundo se llenaron pronto de puntos, a medida que se desprendían poblaciones nuevas de los centros congestionados y se poblaban los lugares intermedios entre ciudades, y las regiones antes agrestes y rurales. Haciendo el trabajo de cien millones de caballos, la electricidad ayudó a transformar Estados Unidos de una nación minúscula en una nación gigantesca.

Tal como la máquina de vapor revolucionó la navegación, y el motor de nafta debía pronto transformar el transporte por carreteras, la energía eléctrica infundió vida nueva a los ferrocarriles, las fábricas y las granjas de Estados Unidos.

Fuente Consultada:
Grandes Inventos de la Humanidad Beril Becker

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LECTURA COMPLEMENTARIA:
La importancia de la electricidad como medio de transportar energía: Es difícil encontrar aplicación de la electricidad que demuestre más claramente su completa sumisión al hombre como la que se relaciona con el transporte de la energía o fuerza motriz. Desde tiempo inmemorial el hombre ha utilizado recursos que reemplazasen al esfuerzo que puede producir su brazo; el empleo de la fuerza de los animales es muy antiguo, y hay muestras evidentes de que también aprovechó la energía producida al caer el agua.

de todas maneras, en cada caso, siempre coincidían el lugar de producción y el de aplicación de la energía. La rueda hidráulica y el molino de nuestros antepasados estaban instalados al lado mismo del salto de agua. De este modo, muy pocos de nuestros grandes recursos hidráulicos podían ser aprovechados, pues la mayoría de los grandes saltos de agua están situados en lugares inaccesibles de las regiones montañosas, a los cuales sería imposible, o por lo menos muy costoso, transportar las primeras materias.

La fuerza motriz, invisible, va desde la escarpada montaña a la populosa ciudad Los progresos y desarrollo de la máquina de vapor y su creciente importancia han hecho se piense en buscar un medio de transmitir la energía al lugar del consumo desde el punto donde pueda producirse económicamente, ya por estar próximo el combustible o ser más fácil el acarreo desde la mina.

generador de energia electrica

UN GRAN GENERADOR ELÉCTRICO DE TURBINA: Uno de los generadores, de 55.000 caballos de fuerza, en la instalación hidroeléctrica de Queenston-Chippawa. Las turbinas de esta clase reposan sobre una especie de cojinetes o almohadillado de agua, tan delicadamente dispuesto, que si no se frena, tarda doce horas en pararse por completo, a contar desde el momento en que se corta la marcha.

Cuando la instalación de una máquina de vapor puede hacerse a la orilla de un estuario o un puerto, el carbón se transporta por mar a un coste relativamente bajo; pero dentro de las ciudades la conducción es carísima. El mismo agente que permite al hombre hablar a gran distancia con sus semejantes, puede ahora emplearse para transmitir la energía desde los saltos de agua en las montañas o las minas de carbón a la distante ciudad o centro consumidor. Las empresas industriales pueden así establecer las fábricas en aquellos lugares donde los jornales son menos elevados y la primera materia más abundante, puesto que es factible producir la energía necesaria a cientos de kilómetros.

De esta manera también pueden elegirse locales propios y convenientes para las fábricas y las centrales eléctricas donde se genera la energía, ligándose los dos centros por una línea de transmisión que abastece de fuerza eléctrica de un extremo a otro. Pero todavía la ingeniería moderna no es capaz de suministrar por este medio la fuerza motriz a las distancias que envía la voz humana.

La longitud a que puede transmitirse la energía económicamente en la actualidad es de 440 kilómetros en números redondos, y el alcanzar mayor distancia es uno de los grandes problemas que estudian los técnicos en nuestro siglo.

La transmisión eléctrica ha hecho posible la centralización de las grandes instalaciones productoras de fuerza motriz, y de este modo se ha conseguido convertir mucho más económicamente la energía química del carbón en eléctrica a bajo coste. La posibilidad de transportar la energía a grandes distancias permitió la instalación de enormes centrales conteniendo máquinas generatrices y convertidores de tal tamaño, que el coste de la producción por unidad de energía es tan bajo que permite sea consumido por las personas de recursos más modestos.

Debido precisamente a la con solidación y seguridad de estas grandes centrales, transmitiendo la energía a cualquier punto de la zona que las rodea por medios económicos y eficaces, ha sido posible la utilización de la electricidad en las fábricas, talleres y las viviendas.

En las instalaciones industriales más modernas se han suprimido los antiguos ejes, poleas y correas, acoplando motores eléctricos a los diversos mecanismos. La gran cantidad de energía economizada por esta disposición, sin duda mucho más apropiada y flexible para transmitir el movimiento, se emplea en aumentar el número de máquinas trabajando.

El coste de los edificios es así menor, y pueden construirse agrupados o separadamente, segrtn se quiera o convenga, sin tener que ajustarse a la posición del eje transmisor, lo que permite instalar las máquinas en la mejor posición, para disminuir acarreos innecesarios con el producto manufacturado, La eliminación de las correas deja mayor espacio libre, facilita el trabajo de los puentes-grúas o transbordadores, evita el polvo que se removía durante la marcha y, finalmente, también permite un alumbrado mejor.

La ausencia de cojinetes y aparatos para la lubricación de los mismos libra del goteo continuo de aceite, y todo esto trae consigo una mayor limpieza en las operaciones, mejorando, por consiguiente, las condiciones de salubridad durante el tiempo de estancia de los obreros en el trabajo y disminuyendo además múltiples daños al producto acabado.

La electricidad, aplicada al movimiento de la maquinaria, da mayor rendimiento, produce la fuerza con más flexibilidad que con el antiguo sistema de ejes transmisores, de tal suerte que pueden ponerse en marcha o hacer parar individualmente los aparatos sin que se note el menor cambio en la velocidad de los otros.

Pueden llevarse a efecto muchas operaciones delicadas que necesitan una velocidad igual. La sencillez con que puede regularse ésta, así como ampliar la fuerza motriz, facilita el aumento de producción y hace disminuir el coste de la materia elaborada. Son mucho menos frecuentes los accidentes donde se ha adoptado este sistema. Este hecho, unido a la disminución de ruido, mejor iluminación y mayor espacio, son de gran importancia para patronos y obreros, pues éstos tienen que encontrarse así en mejor disposición para el trabajo.

Las fábricas ya no se ven obligadas a esparcir el humo que lanzan sus chimeneas o el polvillo de sus ventiladores sobre las casas que las rodean, desde que aparatos eléctricos pueden evitarlo, o recoger, como por ejemplo, el polvo, de tanto valor en las fábricas de cemento.

El ozonizador eléctrico instalado en los tubos de salida de vapores que producen mal olor los evita, y permite ejecutar estas operaciones, molestas y desagradables, en locales situados dentro de la población, sin temer a que se opongan sus habitantes. En las fábricas donde es preciso mover hierros de varias formas, grandes y potentes electroimanes, instalados dentro o fuera de los talleres, transportan los materiales de un lado a otro en todo tiempo, ya llueva o nieve, aumentando así su capacidad productora.

Una de las aplicaciones más importantes de la fuerza eléctrica es la que se relaciona con la tracción. Al presente hay dos medios para poder hacer marchar los trenes en nuestros ferrocarriles: la máquina de vapor y la locomotora eléctrica. Necesariamente, la locomotora de vapor se irÁ abandonando poco a poco, debido a su limitado espacio para generar la fuerza precisa con la amplitud y rendimiento conveniente, mientras que
en el tractor eléctrico la energía llega de una estación central capaz de producirla en la cantidad que se requiera.

Una instalación móvil de vapor está sujeta a rápida y elevada depreciación, necesitando un coste de conservación mayor que la sencilla locomotora eléctrica. El molesto humo y el vapor desaparecen con el tractor eléctrico, y esto, que es de la mayor importancia en el caso de las líneas subterráneas de las grandes ciudades, fué frecuentemente la principal razón del cambio de la tracción de vapor por la eléctrica.

El empleo de la tracción eléctrica por todas partes en las líneas de tranvías y metropolitanos subterráneos se debe, como hemos dicho, principalmente a esta propiedad especial de no producir humo, y  también a la de poder establecer motores encada coche y así mover uno o varios, formando trenes según las necesidades del tráfico.

Las aplicaciones eléctricas han hecho incalculables beneficios mejorando las condiciones de la vida, pues por ellas, en muchas ciudades industriales, los s obreros pueden habitat en la parte más sana de los alrededores, sin perder demasiado tiempo en trasladarse desde su casa al almacén, tienda o taller donde prestan sus servicios.

Aquellos que viven en poblaciones extremadamente densas, por otro lado, pueden salir económicamente al campo para deseansar del torbellino de la ciudad. Las relaciones sociales, el cambio comercial, el mismo paisaje, todos ellos perderían extraordinariamente sin el motor sin humo. Las rápidas líneas de tranvías interurbanas, en regiones menos pobladas, transportan pasajeros y mercancías a las granjas situadas en su ruta. De este modo se tienen medios económicos y convenientes para efectuar las diversas transacciones entre los productores y los que consumen en las ciudades.

El transporte de pasajeros y mercaderías por medio de las líneas eléctricas, el teléfono y el telégrafo, acortan las distancias de tal suerte, que los habitantes del campo están en íntima comunicación entre sí, pudiendo aprovecharse de estas grandes mejoras.

Fuente Consultada:
Colección Moderna de Conocimientos Universales – La Era de la Eléctricidad – Tomo II – Editores W.M. Jackson, Inc.

 

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