מלחמת הזרמים

מלחמת הזרמים (באנגלית: War of Currents) היא כינוי למאבק עסקי ומדעי על שיטת ייצור ושינוע זרם החשמל שהתרחש בסוף שנות ה-80 של המאה ה-19. מאבק זה התחולל בין חסידי הזרם הישר בראשות הממציא תומאס אלווה אדיסון לבין חסידי זרם החילופין בניצוחם של הממציא ניקולה טסלה והתעשיין ג'ורג' וסטינגהאוס. זרם ישר (DC) משמעו תנועת אלקטרונים בקו ישר, ואילו זרם חילופין (AC) משמעו תנועה בכיוון מתחלף (קדימה- אחורה- קדימה- אחורה).

עיקרי המאבק
תחנות הכוח הראשונות שנבנו על ידי אדיסון יצרו חשמל בשיטת זרם ישר. בשיטה זו קל יותר לייצר את החשמל, וכן קל יותר לבנות מכשירים חשמליים הפועלים על זרם זה. חסרונה של שיטה זו הוא שיעילות היצור נמוכה באופן יחסי, כך שלכל שכונה היה צריך לבנות תחנת כוח (במרחקים של כ-1.5 קילומטר). היעילות הנמוכה כמעט ואינה באה לידי ביטוי בהספקים נמוכים, אך בהספקים גבוהים יותר גודל המכונות, וההשקעה הנדרשת בהן, באים לידי ביטוי. יחד עם זאת, כל העברה של אנרגיה כרוכה בהפסדים, ואלו גדלים ככל שהמרחקים גדלים. על מנת להקטין את התנגדות הכבל (שככל שהתנגדותו גבוהה יותר, כך גדל האובדן המתבטא בהתחממות הכבל, וככל שהכבל ארוך יותר, כך התנגדותו גבוהה יותר) ניתן להעביר חשמל בכבלי נחושת בעלי קוטר גדול, שייצורם יקר ומשקלם כבד (ולכן דורש עמודי חשמל מאסיביים יותר). לכן אדיסון רצה לקרב את תחנות היצור לצרכנים, ולהקים תחנות כוח שכונתיות רבות שיספקו חשמל לסביבתן הקרובה בכבלי נחושת בעלי קוטר גדול.

וסטינגהאוס וטסלה, בראותם את השלכות הכבלים בעלי קוטר קטן על שינוע חשמל למרחקים, צידדו בשיטת זרם החילופין, שמאפשר להעביר אותן אנרגיות במתח גבוה יותר ואז לרדת ברמת הזרם וחתך הכבל. את המתח בכל שלב ניתן לשנות בעזרת שנאי הספק בעל נצילות גבוהה. יצור זרם חילופין יכול להיעשות ביעילות גבוהה בהרבה מאשר זרם ישר, על אחת כמה וכמה נכון הדבר בטכנולוגיה של סוף המאה ה-19. ניתן היה ליצר זרם חילופין בהספקים גבוהים בהרבה, בתחנות מעטות, והפסדי האנרגיה בעת העברתה למרחקים ארוכים לא היו בעלי משקל כה גבוה בהשוואה ליכולת היצור של כל תחנה. כך שגם החשיבות של כבלים עבים ירדה. בנוסף, את המתח של זרם החילופין היה ניתן לשנות בקלות, וביעילות גבוהה, על ידי שנאי, ובכך לאפשר לצרכנים להיות חשופים למתח יותר נמוך, אף שגם בסכנה שלו לא ניתן להמעיט. כך ניתן היה לשנע חשמל למרחקים גדולים במתח גבוה ובאובדן של אנרגיה אשר משקלו נמוך בהשוואה ליכולת היצור, ולהנמיך אותו קרוב לבתי הצרכנים בהתאם לצורך. כך ניתן היה להשתמש באותו מקור גם למכשירים הדורשים זרם בדרגות שונות ובפרט למנועים חשמליים רבי הספק, המתאימים במיוחד לשימוש בזרם חילופין. המגבלות שהיו קיימות עד סוף שנות ה-80 של המאה ה-19 היו חוסר מנוע פשוט ואמין לזרם חילופין ושיטת מדידת האנרגיה שנמכרה ללקוח (חוסר במונה חשמל).

חסרונה של שיטת זרם החילופין במתח שהוצע הוא שקיים פוטנציאל התחשמלות גבוה יותר כתוצאה ממגע בכבלי המתח בשל גרימת פרפור חדרים בלב (בזרמי חילופין של כ-60 מיליאמפר). עם זאת, גם מזרם ישר בערכי השינוע ניתן להתחשמל בשל נעילת שרירים (כ-300–500 מיליאמפר). אדיסון ניסה לנצל חיסרון זה של זרם חילופין, והמציא כיסא חשמלי שעובד בשיטת זרם החילופין על מנת לעורר בציבור פחד מפני שיטה זו, ולעודד את הציבור לתמוך בשיטה של זרם ישר במתחים נמוכים בהרבה. בנוסף הדגים אדיסון חשמול של כלבים וחתולים כדי להציג לציבור את הסכנות בזרם החילופין. כן בהמשך נטען כי אדיסון השתתף בהריגת הפילה טופסי לצורך הוכחת טענתו, אך לימים היסטוריונים קבעו שאדיסון לא היה קשור לכך.

על מנת לאפשר שימוש יעיל בזרם החילופין, פיתח טסלה פטנטים רבים; בין הבולטים שבהם הוא המנוע החשמלי המונע בזרם חילופין.

במקביל לטסלה, גלילאו פראריס האיטלקי פרסם מערכת חשמלית של זרם חילופין, כוללת מכשירי תאורה, מנועים, שנאים ומונה חשמל.

בשנת 1893 התמודדו אדיסון וטסלה זה מול זה במכרז להארת התערוכה העולמית של שיקגו (1893). טסלה ניצח במכרז והקים את מערך התאורה בשיטת זרם החילופין באופן שהדגים את היעילות הגבוהה לאין שיעור של שיטתו. במהלך היריד הדליק נשיא ארצות הברית את מתג החשמל והאיר את היריד. היריד היה הצלחתם המשמעותית הראשונה של וסטינגהאוס וטסלה, והוא היווה מפנה בדעת הקהל לטובת זרם החילופין.

מאוחר יותר ב-1893 זכו וסטינגהאוס וטסלה במכרז להקמת תחנת כוח שתנצל את כוחם של מפלי הניאגרה. התחנה הוקמה וסיפקה בהצלחה חשמל לחוף המזרחי של ארצות הברית בשיטת זרם החילופין. בכך הסתיים המאבק, ושיטתו של טסלה זכתה בבכורה. מאז זרם החילופין הוא השיטה השלטת לייצור והובלת חשמל בכל העולם.

בשנת 2017 יצא על מלחמת הזרמים הסרט העלילתי "המלחמה על הכוח".

ראו גם
 גנרטור חשמלי

קישורים חיצוניים
 מלחמת הזרמים, PBS
  איש הכמעט: ניקולה טסלה, תוכניתם של עופר חזות ורועי אוניקובסקי, גלי צה"ל, 14 ביוני 2012 - הקלטה באתר ICast

ייצור חשמל
מחלוקות ופולמוסים
המאה ה-19 לפי מדינה
היסטוריה של המדע
שנות ה-1880 בארצות הברית
שנות ה-1890 בארצות הברית
ניקולה טסלה
תומאס אלווה אדיסון