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现代文明和现代工业的所有方方面面,都可以链接到交流发电和它的供电系统.然而很少有人知道,在19世纪末期,电学发展史上发生了一场交流电与直流电之争的大论战.论战的双方,一位是大名鼎鼎的以发明电灯、留声机等著称于世的美国科学家和发明家托马斯·阿尔瓦· 爱迪生（1847—1931）,另一位则是声名赫赫的交流电开创者、美籍塞尔维亚科学家和发明家尼古拉· 特斯拉（Nikola Tesla,1856—1943）.
爱迪生青睐直流电
1879 年,爱迪生发明了白炽灯,之后在其主持下又研究发展了直流配电系统,为人类生活带来了光明.随后,直流电得到了相当广泛的应用.不过在实用中,直流电也显示出很大的缺点.因为爱迪生的输电系统是用110V的电压输出,电能输送中不仅浪费大量的铜线,而且电能损耗过大,不能做远距离的输送.在约1.5 平方公里的地区就需配备一立的发电机组来供电,显然很不经济,也给电厂和用户带来不便.
1882 年, 特斯拉——后来的交流电系统的开创者——还身处巴黎的欧陆爱迪生公司,做一名设计改进电器的工程师.这家公司是美国爱迪生电灯公司在法国的分公司.由于仰慕爱迪生,1884 年特斯拉拿着他的前老板——欧陆爱迪生公司经理巴特切罗所写的推荐信决定去美国闯荡.巴特切罗在写给爱迪生的推荐信中,这样提到特斯拉：“我知道有两个伟大的人,你是其中之一,另一个就是这个年轻人了.”
踏上美国国土,特斯拉凭着推荐信,走进爱迪生电灯公司,面见大名鼎鼎的爱迪生.当时,爱迪生依靠直流发电系统和他的专利灯泡,正在拓展美国的电气照明系统,急需特斯拉这样的电气机械天才.爱迪生雇用了特斯拉,安排他在机械公司工作.出于对爱迪生的仰慕,更出于实际经济需要,特斯拉留了下来.特斯拉进步很快,不久就负责公司的直流电机重新设计工作.他既懂理论又富于想象力,干起活来热情洋溢,很快成为爱迪生最得力的工程师.
特斯拉发明了 24 项直流电发电机新技术,这些发电机具有调节简单并能产出强大电流的特点.爱迪生对新型发电机很满意.然而,特斯拉在看到爱迪生的电力事业展示出诱人前景的同时,也看出了直流输电系统的局限性,他不断思考和探索,以求用更好的输电方法替代直流输电系统.为此,特斯拉曾经耐不住性子,大胆地向爱迪生提出设想,认为有可能利用交流电来产生电能.然而爱迪生对此设想的态度是冷淡的,因为在爱迪生看来,由他制造的直流电照明系统已足够使用了,只需在直流电系统基础上进行改进即可.
据称,特斯拉的才能过于突出,所以在公司里屡次受到爱迪生的排挤.事实上,爱迪生和特斯拉完全是两路人,特斯拉在来到美国后就发现,他们两人的发明思路和方法大相径庭.特斯拉习惯在脑海中先搭建好实验框架,随后进行实践；他认为爱迪生十分死板,比如为了找到适合做灯丝的材料,爱迪生就做了1 万多种尝试.更重要的是,特斯拉知道爱迪生青睐直流电,直流发电机也给爱迪生带来颇丰的收入,所以爱迪生不愿意进行其他研究.于是,特斯拉决定独自研究交流电,并从爱迪生的公司辞职.
特斯拉看好交流电
19 世纪下半叶,电动机使用的都是直流电,几乎所有的人都认为不可能使用交流电,因为交流电会反复使电流的大小和方向发生变化.但早在1877 年,特斯拉在格拉茨上大学时就向他的导师提出：“现在的发电以及电动机如果改用交流电的话将会有极大的改进空间.”可惜导师在课堂上的回应是：“特斯拉先生永远都无法实现这一想法,这就像永动机一样属于痴人说梦.”
1881 年,特斯拉在匈牙利布达佩斯为一家电报公司工作时,利用业余时间研究困扰很久的电动机问题：任何一种电动机都有整流子电刷,外部的电流通过它们进入转子线圈,产生电磁感应和力矩,那么电刷和整流子能被改掉吗？一次,在与朋友郊外散步,吟诵着歌德的诗歌时,特斯拉灵机一动,头脑中构思出一种全新的电动机模型,它完全不用电刷和整流子,转子不接电路而悬空转动.——今天广泛使用的多相交流异步电动机即源于此,但当时它仅仅是一种设想.
事情发生转机是在1882 年,特斯拉经过严谨的数学分析,拟订了一个新的实验方案,他利用两个异相交流电换相器,以保证有充分而强大的电流使发动机运转.1883 年,特斯拉制造出了世界上第一台小型交流电动机,1885 年发明了多相电流和多相传电技术.
当他获悉有人取得了变压器专利技术后,便果断买下了这个专利,并从结构上对它加以改进.这种变压器可以把发电机发出的电能变为交流高压电,用较细的导线输送,在用电地点再用变压器把电能降到较低的电压,供用户使用.这就解决了实现远距离输送电能的难题.这时,特斯拉很需要有财政上的支持,来进一步试验和推进自己的发明,实现交流电输电系统.事实上,当时特斯拉的生活尚十分拮据,刚离开爱迪生公司的那一段时间里,他甚至不得不靠挖水渠来维持生计.即使在这样困顿的情况下,他的口袋里还装着自认为可以使人们免除苦工的电动机设计图.
幸运的是,1888 年特斯拉得到了乔治· 威斯汀豪斯的支持.威斯汀豪斯不仅是一位商人,也是一位科学家,因此在参观了特斯拉的实验室后,他敏锐地察觉到特斯拉的发明具有光辉前景,就当即决定出资支持特斯拉的交流电研究.特斯拉与威斯汀豪斯结盟,不仅一举摆脱了穷困的窘境,而且得以大展宏图,把交流电的发明设想变成现实.
威斯汀豪斯电气公司（即后来的西屋公司）将赌注押在了交流电上.加盟该公司后,特斯拉立刻完善已构思了6 年之久的交流电体系.半年后,特斯拉完成了他的交流发电机,顺利取得了专利,并应美国电机工程师学会之邀,讲解和示范交流电体系的研发成果.为了适应特斯拉的交流电机,西屋公司还把原先133 赫兹的交流供电系统改成了60 赫兹的系统,并沿用至今.
1886 年春天,特斯拉研制的3000V 交流电的6.4 公里的输电系统在纽约州巴伐洛市诞生了.每当夜幕降临,成千上万只电灯把整个城市照耀得灯火通明,成为一大奇观.这是交流输电最早的实际应用,在美国引起了轰动.1888 年,特斯拉成功建成了一个交流电电力传送系统.他设计的交流发电机比直流发电机简单、灵便,而他的变压器又解决了长途送电中的固有问题.
爱迪生挑起“电流大战”
直流电是爱迪生的领地.1882 年,他的爱迪生电器公司正式开始在美国各大城市推广直流电电网,并试图把直流电作为行业标准.而特斯拉发明的三相交流电输电线路在传输电力的效率上比直流电要好很多,当这项技术被威斯汀豪斯电气公司买下,就成为爱迪生直流电网最大的竞争对手.1887 年,威斯汀豪斯利用轻型电缆把高压交流电输到美国各城市.这在爱迪生看来,是对他的直流电电网的一种公然挑战.因此,正当特斯拉进一步开发和完善交流电系统的时候,爱迪生为了维护自己在直流电系统上的巨额投资利益,顽固地坚持只有直流输电才是唯一的供电途径,并向其对手发动了猛烈的攻击.
作为发明家和成功商人,爱迪生已经意识到交流电无疑可以降低成本,因而从经济角度来攻击交流电,势必要以失败告终.于是,他就在交流电的其他方面做文章.他认识到,公众对电力还怀有畏惧心理：电力虽然可为人类带来利益,但它也可能杀人.所以,突出宣传交流电的危险性,是搅乱公众头脑最有效的办法.于是,爱迪生不惜采取各种手段进行宣传,掀起了一场针对交流电系统的中伤诋毁运动.
爱迪生联合当时电学界的一些知名专家学者,动用报纸、杂志、街头广告画等形式广造舆论,一方面大力抨击特斯拉,并将其冠以“科学异端”之名；另一方面拼命宣传使用交流电不安全,会烧死人.比如,他发行了一本《当心》的小册子,书中详细列举了交流电的种种危险,让读者产生恐慌心理.他还在《北美周刊》发表了《电灯之危险》的文章,向公众散布交流电的危险性,攻击交流电的使用：“西屋公司的产品可以在6 个月里杀死他们的顾客,无论你的块头儿有多大.”
除了在舆论上压倒对方以外,为了证明自己的论点,爱迪生还专门建立试验室,雇用小学生到街上去抓小猫小狗等,在众多记者面前用高压交流电做了一系列可怕的实验.比如将一块白铁皮板和一台可达1000 伏电压的交流电发电机相连,然后残忍地将小猫小狗置于交流电下电死.这样,人们便可以目睹交流电的致命效果.《纽约时报》当时就这样报道：“实验证明,交流电是目前科学中最致命的力量,只要用该系统在本市给电灯照明一半的电压（1500V）的话,就足以迅速致人死亡.”
电椅也是在这样一系列展示的“启发”下问世的.爱迪生疏通了纽约州监狱的官员,让他们答应将绞刑改为电刑,即改用特斯拉专利所提供的交流电,来处死罪犯.1890 年8 月6 日,杀人犯凯姆勒被首次判处电刑,即让他坐上电椅处死.由于没有经验,当局所使用的交流电流太弱,犯人在多次电击后才毙命,以至于当时媒体报道,电刑这一令人惊骇的景象引起了人们的恐慌,甚至将交流电与死神等同.
特斯拉不得已而应战
爱迪生在舆论和实验上实施的种种别有用心的宣传,引起了许多人对交流电的恐惧；加上交流电初涉尘世时本身的幼弱和缺点,使得敢于使用交流电的用户越来越少.可以说,特斯拉的交流电应用事业遭到了严重挫折.
然而,实践证明交流电的确具备很多优点,于是针对爱迪生的做法,居于被动地位的特斯拉不得不应战.他在报纸上竭力阐明自己的观点：“这种民用电是通过变压器减压的,不会招致任何危险.”同时,他向世人传播自己的交流电理念：当不被用于故意犯罪的目的时,交流电是非常安全的.
同时,为了眼见为实地改变公众对交流电的印象,特斯拉亲自在舞台上进行了很多“电魔术”表演.比如1893 年的一次演示会上,特斯拉身穿晚礼服,头戴大礼帽,脚蹬一双软木底鞋,把手放在带电的一端,让电流流过身上,点亮了一个灯泡,他却毫发无损——以此证明交流电的安全性.只见特斯拉全身产生了大量电火花,就像被火包围了一样,但这个包裹在电光里的人,就如操纵自己的手指一般自如地操纵着电能.所有观众都被这一幕神奇的景象深深震撼了,仿佛看到了神迹一样.这场“电魔术”表演获得了极大的宣传效果,改变了公众对交流电的看法,打破了交流电应用的僵局.
1893 年,特斯拉经过激烈的竞争,夺得了纪念哥伦布发现美洲大陆400 周年博览会上点亮电灯的精彩展品生意.在国际博览会开幕式上,当总统格罗夫· 克里夫兰按下按钮时,25 万只使用交流电的电灯在夜幕下光耀夺目,把整个展区照得亮如白昼,向人们充分展示了交流电的实力和魅力.在全场10 万观众的欢呼声中,特斯拉的交流电取得了阶段性胜利.
之后,特斯拉又承揽了建立交流水电站的巨大工程,人们对交流电的应用更加瞩目.比如,被称为世界七大奇景之一的尼亚加拉大瀑布,水量充足,冲力大,蕴含着丰富的水能.1897 年,举世知名的尼亚加拉水电站的第一座10 万匹马力的发电站建成,成为35 公里外的纽约州水牛城的主要供电来源.这项百年奇迹,就是特斯拉在30 多岁时的一项设计,其运用了他9 项专利,包括他所发明的交流电发电机和交流电输电技术.
特斯拉的交流电力系统的成功和普及,意味着爱迪生的直流电力系统已经被彻底战败.爱迪生也因坚持错误主张,被迫退出了电气公司的领导岗位.不久之后,连爱迪生创立的电器公司都决定改用交流电供电,当然其公司名称前面的“爱迪生”也去掉了,最终变成了著名的“通用电气公司”.
人类社会进入交流电时代
“电流大战”是19 世纪末至20 世纪初在两位天才而多产的发明家之间展开的,反映了两位科学家截然不同的思维、气质和教养等.爱迪生具有惊人的创造性、工业策划能力和经营能力,是一位聪明的试验者,但却缺乏数学知识和复杂的理论洞察力.相反地,特斯拉是超越时代的前卫人物,通过对现象进行精确的数学解析,完成了很多伟大的创造性工作；他不像爱迪生那样,仅仅因个人愿望而去做很多事情,而是在设计任何设备之前都从理论角度去分析问题,直到得出有把握的结果,才会付诸实践；但他缺乏经营头脑.因此,太多的不同导致二人以各自的理由和方式展开了“电流大战”.
这场轰轰烈烈的“电流大战”,最终特斯拉的交流电战胜了爱迪生的直流电,成为社会电力供应的主流方式.“电流大战”对社会发展来说,也许是必要的,因为只有经过比较,人们才能正确选择采用哪一种电力系统.由于事实证明,交流电特别是三相交流电的应用,从发电、变压、输送、分配到使用都很方便,而且安全、经济、可靠,为发展现代工业开辟了广阔前景,因而从19 世纪末开始,人们选择了交流电技术,作为工业、商业和民用电等的动力源；到了20 世纪初,交流输电已基本上代替了直流输电,人类社会进入电气时代,并由此强有力地推进了人类文明的进程.但我们也应该看到,直到20 世纪50 年代,世界各国的轮船上才把直流系统换成交流系统,足见一种新的事物要取代旧事物,是多么的不容易.
归纳上文：此文是关于特斯拉和爱迪生和电流大战方面的特斯拉论文题目、论文提纲、特斯拉论文开题报告、文献综述、参考文献的相关大学硕士和本科毕业论文.
参考文献：
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