Коли протягом кількох зим поспіль московський агресор систематично і цілеспрямовано руйнував українську енергетичну інфраструктуру, ми, зайняті повсякденними турботами — де зарядити телефон або як розігріти обід, — зовсім не задумувалися над тим, завдяки кому маємо таку розкіш, як доступна електроенергія. Проте саме цей час дає можливість згадати ім’я науковця, чия винахідливість змінила не тільки світ його епохи, а й подальший розвиток енергетики. Мова йде про генія винахідництва Ніколу Тесла — цього року світ відзначає 170 років з дня його народження.
Незважаючи на широкої відомість імені, мільйони людей користуються автомобілями, названими на честь Тесли, більшість знають про нього переважно через маніпулятивні факти, домисли або й відверті вигадки. Серед таких — легенди про нібито зв’язок із падінням Тунгуського метеорита чи створення надпотужної зброї, так званих «променів смерті». За цією міфологією часто губляться істинні досягнення винахідника та історичний розвиток електротехнічної революції, одним із ключових героїв якої він був. Варто відзначити, що дана історія має і яскравий український аспект: нові технології швидко поширювалися в Одесі та Києві, а вчені та інженери, пов’язані з Україною, брали активну участь у їхньому вдосконаленні та впровадженні.
Як Нікола Тесла став винахідником
Нікола Тесла, серб за національністю, народився на території сучасної Хорватії, був громадянином Австро-Угорщини, а пізніше Сполучених Штатів Америки — був справжньою «людиною світу». З раннього дитинства його вирізняв надзвичайний інтерес до електрики — однієї з найзагадковіших і найперспективніших сфер науки ХІХ століття. Завдяки винятково розвиненій уяві Тесла вмів уявляти та конструювати пристрої з урахуванням найдрібніших деталей, а також передбачати, як вони працюватимуть у реальності.
Однак наукова доля Тесли не була заздалегідь визначена. Його батько — священник — хотів бачити сина на службі Церкви. Ця ситуація має певні паралелі з долею іншого видатного вченого того часу, українського фізика Івана Пулюя: обидва батьки спочатку скептично ставилися до вибору синів на користь науки замість релігійного служіння, проте згодом прийняли їхній вибір. Сам Тесла став центральною фігурою масштабної наукової «битви» кінця ХІХ століття — так званої війни струмів, де його суперником виступав легендарний Томас Едісон.
Перші комерційні системи електропостачання працювали переважно на постійному струмі:
- Його легко отримували за допомогою динамо-машин;
- Він був безпечним у користуванні завдяки низькій напрузі.
Так фукціонували перші електростанції у таких містах, як Лондон, Нью-Йорк, Львів і Харків. Постійний струм живив і перші електричні трамвайні лінії, зокрема київську — одну з найперших у Східній Європі.
Проте ця система мала суттєвий недолік: чим більшою була відстань від генератора до споживача, тим сильніше падала напруга через електричний опір кабелів, що призводило до втрат енергії. Через це електростанції могли живити лише будинки, розташовані в радіусі не більше одного кілометра. У період швидкої урбанізації це стало величезною проблемою: було необхідно збудувати десятки, а іноді й сотні станцій у мегаполісах, що вимагало значних витрат на придбання коштовних земельних ділянок. Як наслідок, доступ до електрики наприкінці ХІХ століття мали лише найбагатші верстви населення, навіть у технічно розвинених містах, таких як Нью-Йорк; лише центр міста був добре освітлений, тоді як робітничі передмістя могли лише мріяти про електричне світло.
Додатково до цього, промислове виробництво електроенергії завдавало шкоди довкіллю. Як описує американський дослідник Джефф Гуделл, в ті часи «чорний дим і кіптява вилітали із кількох імпровізованих димоходів на даху, вкриваючи сажею всі прилеглі райони». Висока вартість та забруднення атмосфери створювали суттєві бар’єри для масової електрифікації.
Утім, існував альтернативний метод передачі електроенергії — за допомогою змінного струму, що давало змогу підвищувати напругу до рівня, при якому опір провідників ставав практично незначним. Незважаючи на потенційну небезпеку, така технологія дозволяла передавати електроенергію на сотні, а подекуди й тисячі кілометрів. Крім того, це відкривало можливості для використання потужностей великих річок та водоспадів, що було екологічно доцільним рішенням.
Однак змінний струм довго вважали мало реалістичним і недоцільним для практичного застосування. Наприклад, один університетський професор витратив годину, щоб довести нереальність таких ідей свого студента. Тим студентом, який не відмовився від своїх переконань, був сам Нікола Тесла. Він присвятив все своє подальше життя тому, щоб зробити електричне освітлення доступним максимально широкому колу людей. Як Прометей колись постраждав через крадіжку вогню, так і Тесла зазнав агресивної критики та фінансових втрат через відданість ідеї змінного струму.
Як Тесла знайшов підтримку й партнерів
На початку свого шляху молодий та амбітний вчений із Австро-Угорщини вирушив до Америки, маючи на меті реалізувати «американську мрію». Його роботодавцем став також талановитий винахідник Томас Едісон, який на перший погляд здавався повним однодумцем. Однак їхні стосунки зіпсувалися через фінансові інтереси: Едісон вже володів численними електростанціями постійного струму й вважав інноваційні ідеї Тесли небезпечними для свого бізнесу.
Незважаючи на це, Тесла не піддався тиску. Він отримав патенти на свою систему багатофазного змінного струму й приєднався до підприємця Джорджа Вестінгауза, який став його фінансовим партнером. Завдяки підтримці Вестінгауза винахідник зміг продовжувати експерименти й втілювати сміливі проєкти, хоч і за умови жорсткого спротиву зі сторони Едісона.
Справжнім символом нової енергетичної епохи стала електростанція змінного струму на Ніагарському водоспаді, збудована Вестінгаузом на основі розробок Тесли у 1895 році. Енергія водоспаду почала живити місто Баффало за 35 км від станції — це був справді видатний успіх того часу.
Як ідеї змінного струму проникали в Україну
На території Європи концепції Ніколи Тесли впроваджувалися значно раніше, хоча теж не без зіткнень. Вагомий внесок зробили українські науковці.
- Одеський професор Георгій де Метц популяризував ідеї Тесли в наукових статтях, називаючи їх «явищем значної ваги у сучасній фізиці».
- Вчений із Тернопільщини Іван Пулюй вплинув на владу Праги, переконавши обрати змінний струм при спорудженні місцевої електростанції.
- Киянин Роберт Классон очолював створення першої центральної електростанції змінного струму в Москві.
- Михайло Доливо-Добровольський, один із творців трифазної системи змінного струму, який здобув основну технічну освіту в Одеському реальному училищі, розробив трифазну систему, що значною мірою доповнила винаходи Тесли й дала імпульс поширенню змінного струму.
Електричне освітлення в Одесі та Києві
Промисловий розвиток електротехніки в Україні був динамічним. Одеса у той період вважалася одним із технологічно найпередовіших міст Європи. Вже 1887 року тут було введено до експлуатації одну з перших у Східній Європі електростанцій змінного струму — правда, однофазного типу. Вона живила новозбудований будинок Одеської опери, поєднавши архітектурне новаторство з технологічними інноваціями.
До кінця ХІХ століття електростанції змінного струму з’явилися у найбільших містах України, зокрема й у Києві. Дослідник із Санкт-Петербурга описував побачене так:
«Електрикою користуються як стоматологи для роботи з зубними бормашинами, так і отоларингологи для припікання, гінекологи й офтальмологи для освітлення; у лікувальному закладі доктора Успенського електрика не тільки виконує механічну роботу (електродвигун потужністю 4 кінські сили), а й сушить білизну в спеціальних шафах із реостатами; управління Південно-Західних залізниць для друку квитків використовує електричні двигуни; електрика застосовується в гальванопластичних цехах, приводить у рух вентилятори, друкарські верстати, а також освітлює вулиці, театри, магазини, університети, клініки, гімназії, банки, фабрики, лазні, ресторани тощо».
Вплив змінного струму на українську промисловість
Із початку ХХ століття електростанції змінного струму почали масово зводити біля шахт і заводів індустріального півдня та сходу України, що сприяло зміцненню регіону у європейському економічному просторі. Під час «війни струмів» у Америці в Україні постійний та змінний струми радше мирно співіснували: підприємства часто мали кілька електростанцій із різними типами струму відповідно до виробничих потреб.
Ця різноманітна електрифікація відкривала нові горизонти:
- Масове впровадження електрообладнання, зокрема електричних врубових машин американського виробництва, забезпечувало приблизно третину видобутку вугілля.
- Кожен електричний пристрій міг замінити 30–40 робітників, значно підвищуючи продуктивність.
- Найбільшою електростанцією напередодні революційних подій 1917 року в Україні була змінного струму, розташована на Олександрівському металургійному заводі в Катеринославі (нині місто Дніпро), причому її потужність у майже сто разів перевищувала першу одеську електростанцію змінного струму.
Таким чином, ідеї й технології, започатковані Ніколою Теслою, поступово завойовували світ, формуючи обличчя сучасної енергетики. Його блискучий розум, наполегливість і невтомна тяга до знань стали основою успіху планетарного масштабу. Деяким його революційним ідеям, таким як дистанційне керування морськими кораблями або бездротова передача енергії, довелося чекати до початку ХХІ століття, щоб отримати реальне втілення завдяки сучасним науковцям.
Джерело
Інформація, опублікована на цій сторінці, не має відношення до редакції порталу patrioty.org.ua. Всі права та відповідальність за її зміст належать фізичним і юридичним особам, які її оприлюднили.
