Гүйдлийн дайн: Тесла, хувьсах гүйдэл яагаад ялсан бэ?
19-р зууны сүүлчээр цахилгаан эрчим хүчийг хэрхэн үйлдвэрлэж, хэрэглэгч рүү дамжуулах вэ гэдэг нь технологийн хамгийн ширүүн өрсөлдөөнүүдийн нэг болов. Нэг талд Томас Эдисоны шулуун гүйдэл (DC), нөгөө талд Никола Тесла, Жорж Вестингхаус нарын хувьсах гүйдэл (AC) тулгарсан энэ маргааныг түүхэнд "Гүйдлийн дайн" хэмээн нэрлэдэг.
Шулуун ба хувьсах гүйдлийн зарчмын ялгаа
Шулуун гүйдэлд цэнэгийн урсгал нэг чиглэлд тогтмол урсдаг бол хувьсах гүйдэлд гүйдлийн чиглэл ба хэмжээ тодорхой давтамжтайгаар хэлбэлздэг (Монголын систем өнөөдөр 50 Гц-ээр ажилладаг). Эдисоны анхны DC сүлжээ нам хүчдэлээр ажилладаг байсан тул цахилгаан станцаас 1–2 км хэтэрсэн зайд эдийн засгийн хувьд ашиггүй болдог сул талтай байв.
Дамжуулалтын алдагдлын физик
Дамжуулах шугамын эсэргүүцэл R дээр дулаан болж хувирах чадлын алдагдал нь P = I2·R томьёогоор тодорхойлогддог. Тогтмол чадал дамжуулахад S = U·I тул хүчдэл U-г өсгөвөл гүйдэл I тэр хэрээр багасаж, алдагдал квадрат хамаарлаар буурна. Өөрөөр хэлбэл хүчдэлийг хоёр дахин өсгөхөд шугамын алдагдал ойролцоогоор дөрөв дахин багасдаг. Яг энэ зарчим өндөр хүчдэлийн дамжуулалтын үндэс суурь болсон юм.
Теслагийн шийдэл: трансформатор ба олон фазт систем
Хүчдэлийг хялбар өсгөж бууруулах трансформатор нь зөвхөн цаг хугацааны хувьд өөрчлөгдөж буй соронзон урсгал дээр ажилладаг тул шулуун гүйдэлд огт тохирдоггүй. Хувьсах гүйдэл энэ асуудлыг байгалиасаа шийдэж, станцаас гарахдаа хүчдлийг өсгөж (алдагдлыг бууруулж), хэрэглэгчийн дэргэд аюулгүй түвшинд буулгаж өгөх боломжийг нээв.
Теслагийн бас нэг гол ололт бол олон фазт (полифаз) систем ба эргэлдэх соронзон орны онол байлаа. Гурван фазын гүйдэл нь фаз хоорондоо 120° зөрүүтэй байснаараа хөдөлгүүрийн ороомогт өөрөө эргэлдэх соронзон орон үүсгэдэг.
Индукцийн хөдөлгүүрийн давуу тал
Энэ зарчим дээр суурилсан асинхрон (индукцийн) хөдөлгүүр нь коллектор, сойзгүй тул элэгдэл багатай, найдвартай, засвар багатай ажилладаг. Өнөөдөр үйлдвэрийн цахилгаан хөдөлгүүрийн дийлэнх нь яг энэ зарчмаар ажилласаар байна.
Өнөөгийн өв
Гүйдлийн дайны үр дүнд бий болсон хувьсах гүйдлийн гурван фазын систем нь дэлхийн бараг бүх эрчим хүчний сүлжээний суурь болсон. Монголын Төвийн эрчим хүчний систем ч мөн 50 Гц давтамжтай, гурван фазын зарчмаар барьсан 220–110–35–10/0.4 кВ-ын хүчдэлийн шатлалт бүтэцтэй. Никола Теслагийн зуун жилийн өмнөх инженерийн шийдэл өнөөдөр бидний унтраалга дарах бүрд амьд хэвээр оршсоор байгаа юм.