IMPRESE ASSEGNATARIE DELL'INVENZIONE

Stanco del fatto che le sue invenzioni non fossero prese in considerazione, Tesla partì per gli Stati Uniti, preceduto da una lettera firmata dal suo ex superiore francese, Charles Batchelor e indirizzata a Thomas Edison, in cui venivano esaltate le qualità del giovane. 

Edison  nel 1892 aveva fondato la General Electric Company attraverso i finanziamenti di J.P.Morgan, importante uomo d’affari di New York, e  basava  la sua attività sulla produzione di energia elettrica continua di cui aveva il monopolio. 
Affascinato e, nel contempo, incuriosito, decise di incontrare Tesla che da subito lo mise al corrente della sua ultima invenzione: la corrente alternata. Egli spiegò che aumentando la tensione elettrica attraverso l’uso di un trasformatore si potevano elevare o ridurre i valori della tensione dei cavi, portare il valore del voltaggio ad uno utilizzabile per il consumatore,  ridurre drasticamente le perdite durante la trasmissione, rendere possibile il trasporto dell’energia per lunghe distanze, diminuire i costi della distribuzione e , all’interno di una stessa area urbana,  regolare la tensione  per ridurre i rischi di folgorazione. 

Edison, sostenitore convinto della corrente continua, intuendo la genialità di Tesla, lo legò a sé con la promessa di elargirgli una considerevole somma di denaro se avesse trovato il modo di migliorare il generatore di corrente continua anche perché, dopo aver accumulato una ingente fortuna con l’invenzione della lampada ad incandescenza, aveva costruito impianti  proprio a corrente continua in tutti gli Stati Uniti che utilizzavano grandi conduttori metallici dai quali gli utenti attingevano la corrente elettrica per la luce e il funzionamento dei motori  e su tutta la rete il livello di tensione era uguale: 110 Volt. 

Nel giro di un anno Tesla raggiunse l’obiettivo propostogli da Edison ma questi si rifiutò di pagargli il premio e amareggiato si licenziò. 

Trascorse un anno difficilissimo svolgendo vari lavori fino a quando la sua vita non si intrecciò con quella di G.Westinghouse, inventore egli stesso, ingegnere e imprenditore. Dopo aver comprato vari brevetti di Tesla,  nel 1886 fondò la Westinghouse Electric Company nome mutato successivamente in Westinghouse Electric Corporation per poter dimostrare la validità nonché i vantaggi derivanti dalla tecnologia di Tesla. 

Nel 1890 la Westighouse costruì la centrale elettrica di Willamette a 20 km da Portland in Oregon e il conseguente elettrodotto a lunga distanza per coprire i 20 km da Willamette a Portland.

Nel 1891 fu la volta di una centrale elettrica per alimentare il motore di una miniera da 3000 Volt e nel 1896 realizzò un grande elettrodotto per collegare la centrale installata alle cascate del Niagara con la città di Buffalo.  

Nello stesso anno per la fiera mondiale di Chicago del 1893, grazie ad un preventivo a costi dimezzati , Westinghouse si aggiudicò l’appalto contro la rivale General Electric per l’illuminazione del padiglione dedicato all’energia elettrica e Tesla ebbe l’opportunità di mostrare al pubblico alcune delle sue invenzioni come la lampada ad illuminescenza, progenitrice della lampada al neon, generatori, motori a corrente alternata. Edison, di fronte ai successi della Westinghouse e di Tesla, temendo di perdere il monopolio nella produzione di corrente, iniziò una campagna diffamatoria contro l’inventore della corrente alternata divulgando notizie false, vaghe e inesatte su tale corrente.

Si scatenò  allora quella che comunemente viene ricordata come la guerra delle correnti che vide schierate da una parte la General Electric Company sostenitrice della corrente continua e dall’altra la Westinghouse Electric  Corporation sostenitrice della corrente alternata.

Gli sforzi di Edison di difendere la produzione di corrente continua furono vani perchè gli enormi vantaggi che derivavano dalla corrente alternata erano ormai noti come anche l’idea che stava alla base dell’invenzione di Tesla: migliorare la qualità della vita del genere umano e rendere accessibile a tutti l’uso di energia elettrica. 

La sua sconfitta appariva ormai certa se non fosse per il fatto che, resosi conto del suo errore, Edison cominciò ad investire enormi somme di denaro nella corrente alternata comprando la quasi totalità degli impianti elettrici del Nord America e riconquistando il monopolio della produzione.




Fonti e approfondimenti:

https://breakingtech.it/nikola-tesla-thomas-edison-guerra-correnti/

blog.techlivingpeople.com%2Fblog%2Filluminotecnica%2Fguerra-delle-correnti

Dalla guerra tra Edison e Tesla

www.milanoplatinum.com%2Fexpo-chicago-1893-la-corrente-alternata-di-nikola-tesla.html

www.greenme.it%2Fvivere%2Fcostume-e-societa%2F24158-nikola-tesla-storia

I PRECEDENTI STORICI DELL'INVENZIONE

Il primo generatore elettrico era stato inventato a Londra nel 1834, ma bisognerà aspettare parecchio tempo prima che l’applicazione pratica di questo dispositivo possa trovare attuazione.

Nello specifico il 1878 quando negli Stati Uniti, un ex telegrafista delle ferrovie, inventore egli stesso e successivamente imprenditore, dopo aver accumulato una fortuna con le lampade ad incandescenza, fondò una sua  azienda per la produzione e distribuzione di corrente  elettrica.

Nel 1879 illuminò la sua officina  e qualche tempo dopo i suoi operai installarono lampade elettriche con filamento di carbonio a Manhattan. Da scaltro uomo d’affari qual era, Edison forniva tutto l’occorrente per generare e distribuire energia elettrica: generatori, linee di trasmissione, luci anche perché, fino a quel momento, non aveva alcun concorrente in questo campo.

Il sistema di illuminazione Edison si basava sull’uso della corrente continua cioè di corrente che, scorrendo in una sola direzione, presentava numerosi svantaggi come la dissipazione elevata di calore durante la distribuzione a causa della elevata caduta di tensione e di conseguenza costi elevati per la distribuzione che pertanto poteva essere effettuata solo per brevi tratti e con  numerose linee.

Per  sopperire a queste problematiche inerenti l’illuminazione di edifici e fabbriche si ricorreva ad una dinamo sul posto, cioè di un generatore di corrente continua che, anche molto rumoroso, erogava lo stesso livello di tensione.

Il sistema Edison, in seguito alla accresciuta domanda di corrente elettrica ad alta tensione, ebbe come conseguenza una evidente inadeguatezza nella illuminazione elettrica e lo stesso Edison, producendo e distribuendo corrente continua e possedendo il monopolio su tutto il sistema di illuminazione, non aveva interesse alcuno  a promuovere le idee fortemente innovative di Tesla il quale aveva già capito che sarebbe stato possibile distribuire a grande distanza  solo corrente alternata ad alto voltaggio e per questo aveva inventato il trasformatore. Edison ritenne più vantaggioso per lui  assumerlo con la promessa di elargirgli una cospicua somma di denaro se avesse migliorato la sua dinamo a corrente continua. Le modifiche apportate alla dinamo di Edison, si conclusero con l’aumento sostanziale della sua efficienza, ma nel 1886 Tesla si licenziò da Edison che si era rifiutato di pagare la somma pattuita, fondando una propria società, la Tesla Electric Light & Manufacturing.

In foto: Nikola Tesla

I primi finanziatori, però, non si dimostrarono d'accordo con lui circa suoi progetti per la realizzazione del motore a corrente alternata e alla fine gli tolsero il controllo della società, ma nel 1887 riuscì ugualmente a costruire il primo motore a induzione a corrente alternata senza attrito, di cui fece una dimostrazione presso l'American Institute of Electrical Engineers.

Nel 1888, sviluppò i principi della sua bobina e cominciò a lavorare come consulente con George Westinghouse che lo assunse nella sua azienda.
Il 23 giugno del 1891 Tesla depositò brevetto con il quale metteva a punto un sistema di conversione e trasferimento di energia elettrica per sistemi ad alto potenziale elettrico e ad alta frequenza.

Prima di approdare a questa invenzione, Tesla aveva messo a punto altri brevetti che gli servirono come base di partenza e tra questi possiamo annoverare:


Il sistema di distribuzione elettrico: (1 maggio 1888). La corrente proviene da una singola fonte principale o sistema di trasmissione, induzione in un circuito indipendente, divisione della corrente da una fonte singola, trasformazione.

Trasmissione elettrica di potenza: (1 maggio 1888). Nuovo metodo di trasmissione e conversione per motori a dinamo con due circuiti indipendenti per la trasmissione a lunga distanza di corrente continua provvisto di commutatore.


Trasformatore elettrico: (1897). Si trattava di un apparecchio elettrico che serviva a variare, a trasformare, i parametri elettrici cioè tensione e intensità della corrente, da una rete principale ad una secondaria mantenendo costante la potenza elettrica. Il trasformatore trasferiva corrente elettrica da un circuito elettrico ad un altro tramite conduttori accoppiati induttivamente, cioè gli avvolgimenti elettrici.

Motore a corrente alternata: (5 agosto1890). Prima dell’invenzione di Tesla la corrente alternata prodotta dalle centrali veniva trasformata in corrente continua e inviata agli utenti con grandi perdite di energia. Tesla trovò il modo di far muovere direttamente un motore con corrente alternata prodotta dalla centrale in questo modo: invece di inviare un’unica corrente continua ne invia tre alternate ma leggermente sfasate tra di loro che, circolando tra le spire intorno ad un magnete, lo fanno girare.

Generatore di corrente elettrica alternata: (10 marzo 1891). Generatore che produce 15.000 o più pulsazioni al secondo.

Fonti e approfondimenti:

Elettricità, energia elettrica - La Comunicazione

Nikola Tesla-fisicamente.net

Quando Tesla parlava con i marziani- la Stampa

BIBLIOGRAFIA

(Tesla, 1891):

Nikola TESLA, Scritti II: esperimenti con correnti alternate di frequenza elevatissima e loro applicazione ai metodi di illuminazione artificiale - parte 1

Roma: Andromeda, 2009

(Tesla, 1892):

Nikola TESLA, Esperimenti con correnti alternate di alto potenziale e frequenza - parte 2

Roma: Andromeda, 2009

(Tesla,1893)

Nikola TESLA, Scritti V: sulla luce e sugli altri fenomeni di alta frequenza

Roma: Andromeda, 2009

(Zella, 2010)

Giuseppe ZELLA, Esperimenti con correnti alternate, alta frequenza, alta tensione

Albino: Sandit Libri, 2010


Nikola Tesla: libri e bibliografia

L’INVENTORE: NOTIZIE BIOGRAFICHE E DI CONTESTO

Nikola Tesla (Smiljan, 10 luglio 1856 - New York, 7 gennaio 1943) 

Nikola Tesla nasce il 10 luglio del 1856 in un paesino dell’odierna Croazia. Frequenta il politecnico di Graz e studia contemporaneamente filosofia a Praga.

E' un periodo in cui è completamente assorbito dallo studio e vive eccezionali esperienze che lo porteranno ad interessarsi in maniera spasmodica al principio della corrente alternata per approdare, poi, all’invenzione del primo motore ad induzione di corrente alternata. Un’invenzione che avverrà senza alcun progetto cartaceo, ma solo  attraverso modifiche e aggiustamenti vari nella sua mente.

Tesla, infatti, è capace di inventare qualsiasi cosa nella sua testa senza ricorrere a carta e penna.  In questo periodo è un crogiuolo di idee e intuizioni che lo portano a numerose scoperte e relativi brevetti, ma il fatto che nessuno si interessasse a lui, lo costringe alla decisione di trasferirsi nel 1884 negli Stati Uniti, dove  trova lavoro presso  la Continental Edison Company.

Non è però una collaborazione felice quella con il suo titolare, hanno idee divergenti  sulla corrente alternata e un mancato pagamento da parte di Edison, costituisce il pretesto affinché Tesla se ne vada.

E' nel 1885 che Westinghouse acquista i diritti sui suoi brevetti dando vita alla Westinghouse Electric Company per la produzione di corrente alternata.

Nel 1889 si trasferisce a Colorado Spring  dove allestisce un laboratorio  per saggiare la possibilità di trasmettere energia elettrica attraverso l’aria, la terra e l’acqua senza usare fili conduttori.  Qui scopre le proprietà delle onde stazionarie che potevano essere utilizzate per trasportare energia elettrica in tutto il mondo senza dispersione durante il percorso.

Un progetto ambizioso il suo, che aveva bisogno anche di finanziamenti  e, per questo, ritorna a New York; scrive un articolo nel quale afferma di essere in grado di realizzare un sistema di trasmissione senza fili per comunicare notizie, musica, informazioni militari e altro. L’articolo cattura l’attenzione di J. P. Morgan, un ricco banchiere che gli procura la cifra necessaria in cambio del 51% delle azioni del progetto.

Con i finanziamenti Tesla si appresta a far costruire una torre di legno sormontata da una cupola metallica nel tentativo di realizzare la prima trasmissione di elettricità senza fili del globo, quando inaspettatamente, lo raggiunge la notizia che G. Marconi lo aveva preceduto utilizzando, ironia della sorte, ben 17 dei suoi brevetti. A nulla valse che gli facesse causa.  Certo le invenzioni di Tesla sono veramente tante, abbiamo circa 700 brevetti  e in altre parole, anche se non compare il suo nome, c’è sicuramente il suo contributo che ha dato una svolta notevole alla tecnologia moderna.

Egli, però, fu  troppo avanti per i suoi tempi, riuscì a vedere alla fine dell’800 la possibilità di comunicare attraverso lo spazio con le onde radio o di illuminare le città senza usare i fili;  in un'intervista parlò della possibilità di comunicare in modo immediato,indipendentemente dalla distanza, attraverso strumenti molto più semplici di quelli della sua epoca, così piccoli da poterli mettere nel taschino di un gilet: aveva già visto nella sua mente lo smartphone, internet, la rete wireless, ma nonostante tutto, egli non fu compreso e addirittura fu dimenticato. 

Il suo genio non voleva raggiungere il successo, ma realizzare  un mondo nel quale tutti potevano avere energia in quantità e soprattutto gratis, ma questo naturalmente si scontrava contro i grandi interessi finanziari che già a quel tempo avevano come scopo principale il guadagno.



Fonti e approfondimenti: 
Nikola Tesla, il più grande genio dimenticato dalla storia
Quando Nikola Tesla preannunciò l’invenzione dello smartphone
Biografia di Nikola Tesla
L’affascinante storia di Nikola Tesla, il genio che elettrificò il mondo
Le invenzioni di Nicola Tesla, genio di ieri e di oggi
La guerra delle correnti
Chi era davvero Nikola Tesla?
Tesla: storia di un genio truffato

GLI SVILUPPI DELL’INVENZIONE

L’EVOLUZIONE DELL’INVENZIONE SINO AD OGGI

I suoi brevetti e il suo lavoro teorico formano la base del moderno sistema elettrico a corrente alternata (CA), compresa la distribuzione elettrica polifase e i motori a corrente alternata, con i quali ha contribuito alla nascita della seconda rivoluzione industriale.

Con il brevetto del 23 Giugno 1891 USA 454.622, Tesla metteva a punto un sistema di conversione e trasferimento di energia ad alta potenza che poteva essere utilizzato con nuovi dispositivi per la produzione di luce peraltro inventati da lui stesso.

Il suo sistema prevedeva come fonte di corrente primaria un generatore di corrente continua; la produzione di energia ad alta frequenza veniva realizzata o collegando al circuito un sistema meccanico che interrompeva la corrente con estrema rapidità e mediante un trasformatore elevatore di tensione riusciva a ottenere una tensione dell’ordine di 20.000 Volt con una frequenza fino a 20.000 Hz o sfruttando il principio della scarica distruttiva che consisteva nell’inserimento nel circuito di prova, di un condensatore che si scaricava  e ricaricava provocando una corrente pulsante ad alta frequenza e ad un potenziale molto elevato  sempre con un trasformatore elevatore di tensione.

Con questo brevetto Tesla si concentrava soprattutto sul tema dell’illuminazione e, dunque,  sul modo di generare corrente elettrica  per illuminare lunghi tratti e con perdite bassissime, migliorando notevolmente il vecchio sistema di illuminazione che presentava problemi apparentemente insormontabili con le grandi distanze; inoltre questo nuovo tipo di alimentazione elettrica poteva essere applicata a nuovi dispositivi elettrici sicuramente più performanti fra cui quella che può essere considerata la progenitrice della moderna lampada ad induzione costituita da un tubo vuoto, perfettamente sigillato.

La vecchia lampada ad incandescenza era costituita da una sorgente luminosa in cui la luce veniva prodotta dal riscaldamento di un filamento di tungsteno attraverso cui passava la corrente elettrica. Nel momento dell’accensione della lampada, il filamento era freddo e la resistenza bassa per cui si produceva un picco di corrente di dieci, venti volte superiore alla corrente di regime. Durante il funzionamento, il filamento, riscaldandosi evaporava diventando sempre più sottile fino a spezzarsi dopo mille ore circa di funzionamento.

La lampada di Tesla, invece, può essere considerata come la progenitrice della moderna lampada ad induzione che generava la ionizzazione di gas fluorescenti senza l’uso di elettrodi e, quindi, senza scarica. L’accensione avveniva per mezzo di una bobina generante un campo magnetico all’interno del bulbo. Infatti una delle sue esibizioni più famose, all’epoca, era quella di accendere un tubo sottovuoto senza fili semplicemente avvicinandolo ad una bobina primaria che induceva una tensione molto elevata sul secondario costituito da un’altra bobina all’interno dello stesso tubo. Questa lampada, non prevedendo l’usura degli elettrodi, aveva una vita molto lunga e perciò ricambi molto diluiti nel tempo. 

Inoltre consumava molto poco e se a ciò aggiungiamo il fatto che questo tipo di lampade avevano dimensioni notevoli che rendevano difficile la loro collocazione in ambienti come abitazioni o negozi, possiamo capire come ai tempi nessuno volle investire per un prodotto che non garantiva guadagni per le aziende produttrici  e nessuno spinse  verso la ricerca di nuovi metodi per l’illuminazione.

Tesla in his office, New York City (1916)

Per molto tempo, quindi, città come New York, ma anche Torino e Milano, furono illuminate con la tecnologia che possiamo definire disruptive con lampioni dalla forma simile a quella moderna. Oggi, anche per un discorso di risparmio energetico, affidabilità, durata, confort visivo, flessibilità nelle diverse condizioni atmosferiche le lampade ad induzione magnetica rappresentano l’illuminazione del futuro.

Queste caratteristiche sono state ulteriormente migliorate con la tecnologia dei diodi ad emissione luminosa ( Led, Light Emitting Diode che sfruttano le proprietà ottiche di materiali semiconduttori )  in quanto presentano assenza di metalli pesanti e gas nocivi, nessuna emissione di raggi UV e IR lungo il percorso del fascio luminoso, accensione immediata, resistenza agli impatti e alle vibrazioni, elevata efficienza i cui costi, però, sono abbastanza alti anche se, negli ultimi anni si sono ridimensionati, consentendo una rapida crescita del mercato.


Approfondimenti:
https://www.architetturaecosostenibile.it/architettura/criteri-progettuali/evoluzione-lampadina-incandescenti-led-fluorescenti/

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I CONTESTI

Il contesto storico all’interno del quale tale brevetto si colloca coincide con il periodo di maggiore attività di Tesla, cioè a cavallo tra la fine del 1800 e l’inizio del 1900; un periodo segnato da grandi trasformazioni che investirono ogni aspetto della società del tempo.

Tesla era emigrato negli Stati Uniti nel 1844 in cerca di sostegno e contributi per le sue innumerevoli idee le quali, con il passare del tempo, si concretizzeranno in numerosissimi brevetti che segneranno non solo la sua carriera, ma l’intera comunità scientifica dell’epoca.

Dopo la guerra civile che aveva diviso il paese in due fazioni contrapposte ideologicamente, si cercò di superare questa situazione concentrando particolarmente tutte le proprie energie nell’imperialismo, volto alla ricerca di nuovi territori che potessero offrire risorse e manodopera a basso costo.

La nuova politica si sviluppò di pari passo con uno sbalorditivo progresso industriale, concentrato in un lasso di tempo molto breve e sostenuto da numerose invenzioni.

L’utilizzo di materiali innovativi, le recenti tecnologie, le varie scoperte ed i nuovi impieghi, come ad esempio quello del petrolio o dell’elettricità e, soprattutto, di nuovi mezzi di trasporto, accompagnarono in maniera significativa le trasformazioni in ambito sociale e scientifico che videro protagonista la società del tempo.