電力工学

電気は17世紀後半に科学的関心の対象となった。 次の2世紀にわたって、白熱電球とボルタパイルを含む多くの重要な発見が行われました。 おそらく、電力工学に関する最大の発見は、1831年に磁束の変化が電線のループ内の起電力を誘導することを発見したマイケル—ファラデーから来たもので、発電機と変圧器がどのように機能するかを説明するのに役立つ電磁誘導として知られている原理である。

1881年、イギリスのゴダルミングに二人の電気技師が世界初の発電所を建設した。 この発電所は2つの水車を使用して交流電流を生成し、250ボルトで7つのシーメンスのアークランプと40ボルトで34個の白熱ランプを供給した。 しかし、供給は断続的であり、1882年にトーマス・エジソンとその会社エジソン・エレクトリック・ライト・カンパニーがニューヨーク市のパール・ストリートに最初の蒸気動力発電所を開発した。 パール・ストリート駅はいくつかの発電機で構成されており、当初は3,000個のランプを59人の顧客に供給していた。 発電所は直流を使用し、単一の電圧で動作しました。 直流電力は送電中の電力損失を最小限に抑えるために必要なより高い電圧に容易に変換することができなかったため、発電機と負荷の間の可能な距離は約半マイル(800m)に制限されていた。

その同じ年ロンドンでLucien GaulardとJohn Dixon Gibbsは、実際の電力システムで使用するのに適した最初の変圧器を実証しました。 ガラールとギブスの変圧器の実用的な価値は、1884年にトリノで実証され、変圧器は単一の交流発電機から四十キロメートル(25マイル)の鉄道を照らすために使用された。 システムの成功にもかかわらず、ペアはいくつかの基本的な間違いを犯しました。 おそらく最も深刻なのは、1つのランプをオンまたはオフに切り替えると、さらにラインの下に他のランプに影響を与えるように、変圧器の原色を直列に接続することでした。 デモンストレーションの後、アメリカの起業家ジョージ・ウェスティングハウスは、シーメンス発電機と一緒に変圧器の数を輸入し、商用電力システムで使用するためにそれらを改善することを期待してそれらを実験するように彼のエンジニアを設定しました。

ウェスティングハウスの技術者の一人、ウィリアム-スタンレーは、変圧器を並列ではなく直列に接続する問題を認識し、変圧器の鉄心を完全に密閉されたループにすることで二次巻線の電圧調整が改善されることに気づいた。 この知識を使用して、彼は1886年にマサチューセッツ州グレート-バリントンで世界初の実用的な変圧器ベースの交流電力システムを構築しました。 1885年にイタリアの物理学者で電気技師のガリレオ-フェラリスが誘導電動機を実証し、1887年と1888年にセルビア系アメリカ人の技術者ニコラ-テスラが実用的な二相誘導電動機を含む電力システムに関する特許を出願し、ウェスティングハウスがACシステムのライセンスを取得した。

1890年までに電力産業は繁栄し、電力会社は米国と欧州に数千の電力システム(直流と交流の両方)を建設していました–これらのネットワークは事実上電 この間、「電流の戦争」として知られている米国での激しい競争が、エジソンとウェスティングハウスの間に現れ、どの形式の伝送(直流または交流)が優 1891年、ウェスティングハウスは、電気照明を提供するだけでなく、電気モーターを駆動するように設計された最初の主要な電力システムを設置しました。 コロラド州テルライドに100馬力(75kW)の同期電動機を設置し、モーターはテスラ誘導電動機で始動させた。 大西洋の反対側で、Oskar von Millerはフランクフルトの電気工学展示会のために、Lauffen am NeckarからFrankfurt am Mainまでの20kV176kmの三相送電線を建設しました。 1895年、長期にわたる意思決定プロセスの後、アダムズNo. ナイアガラフォールズの1つの発電所は、11kVでバッファローに三相交流電力を送信し始めた。 ナイアガラフォールズプロジェクトの完了後、新しい電力システムは、電気伝送のための直流ではなく、交流をますます選択しました。

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