Hernieuwbare energie en het milieu worden steeds belangrijker. De meeste elektrische energiebronnen produceren gelijkspanning (DC). De meest gebruikelijke vormen van opslag van elektrische energie werken ook met DC. En de meeste apparaten werken ook op gelijkspanning. DC installaties wijken op belangrijke punten af van AC-installaties (wisselspanning-installaties). Het ontwerpen, installeren en beheren van DC-installaties is nog geen gemeengoed.
Begrippen
Spanning, stroom, weerstand en vermogen
Stroom loopt pas door een schakeling als er sprake is van spanning. Spanning komt pas tot stand wanneer er een weerstand is gevormd. Daarnaast moet stroom altijd in een kring lopen.
Het filmpje laat zien waarom een stroom altijd in een kring moet lopen en wat het verschil is tussen een serie- en parallel schakeling.
De verhouding tussen spanning stroom en weerstand is te berekenen d.m.v. de volgende formule: U (spanning) = I (stroom) x R (weerstand). Dit wordt ook wel de wet van Ohm genoemd. Daarnaast heb je nog het vermogen. Dit is een afgeleid deel van de stroom en spanning. Vermenigvuldig de spanning met stroom en je krijgt het vermogen in Watt. Lees verder → Bericht ID 4255
Elektrische stroom is het transport van elektrische lading. In een elektrisch netwerk vindt dit transport voornamelijk plaats door de beweging van elektronen door geleiders en halfgeleiders onder invloed van een potentiaalverschil. Ook de beweging van ionen in een elektrolyt of een plasma veroorzaken een elektrische stroom. In al deze gevallen vindt het ladingstransport plaats door de verplaatsing van ladingdragers. Daarnaast ontstaat ook een elektrische stroom als verandering van de elektrische flux, zoals tussen de platen van een condensator gedurende het laden en ontladen, zonder dat zich ladingsdragers verplaatsen.
De sterkte van elektrische stroom wordt gemeten in ampère (A), als de hoeveelheid per tijdseenheid verplaatste lading, en wel in coulomb (C) per seconde (s): 1 A = 1 C/s.
In verdunde gassen, elektrolytische oplossingen en gesmolten elektrolyten verplaatsen positieve en negatieve ionen zich in tegengestelde richtingen; in een metalen geleider bewegen de negatief geladen elektronen zich van de negatieve (elektronenoverschot) naar de positieve (elektronentekort) pool.
Richting en sterkte
Traditioneel wordt elektrische stroom uitgedrukt als de verplaatsing van positieve lading. Toen het bekend werd dat elektrische stroom doorgaans wordt veroorzaakt door elektronen die zich in tegengestelde richting verplaatsen, heeft men het elektron per definitie een negatieve lading toegekend. De oude definitie van stroomrichting bleef daardoor van kracht.
Elektrische stroomsterkte wordt doorgaans weergegeven met de letter (van intensiteit) en kan worden beschreven als verplaatsing van elektrische lading per tijdseenheid. Voor een stroom met constante sterkte is: Lees verder → Bericht ID 4255
Je wilt een multimeter kopen, maar wat is nu een goede multimeter voor jouw gebruik? In dit artikel daarom de belangrijkste punten waar je op moet letten om te kunnen beslissen welke multimeter je moet nemen.
Autorange of manual range?
Een multimeter met autorange, ofwel automatisch bereik, selecteerd automatisch de juiste range en geeft de waarde weer in de automatisch gekozen range op het beeldscherm. Bij een lage spanning geeft de display dus de meting in aan mV, bij een hogere spanning in V.
Een multimeter met manual range, ofwel handmatig bereik, moet je zelf de knop draaien om de juiste range te selecteren. Autorange is dus makkelijker in het gebruik. Als je veel gebruik zal maken van je multimeter, dan is een Autorange multimeter dus aan te raden.
Nikola Tesla werkte aan een methode om gedachten te fotograferen en aan een straal waarmee hij een miljoen soldaten tegelijk kon doden. Maar hij was ook een van de sleutelfiguren in de wereldwijde elektrificatie die rond 1880 begon. De excentrieke uitvinder stierf 75 jaar geleden.
Op 7 januari 1943 besloot een kamermeisje van het New Yorker Hotel het bordje DO NOT DISTURB dat de hoogbejaarde Nikola Tesla twee dagen eerder had opgehangen te negeren. In de kamer trof ze het levenloze lichaam van de vaste hotelgast aan, die ook in Nederland bekendstond als ‘de magiër onder de geleerden’ en ‘de grootste nog levende uitvinder van Amerika’.
Tesla was in de tweede helft van zijn leven uitgegroeid tot het stereotype van de maffe geleerde, een eenzame zonderling die in zijn hotelkamers gewonde duiven verzorgde en naar eigen zeggen van een van die duiven hield ‘zoals een man van een vrouw’. Kort voor zijn overlijden draaide het eerste Superman-tekenfilmpje (The Mad Scientist, 1941) in de Amerikaanse bioscopen. Daarin gaat Superman de strijd aan met een geleerde, die met zijn electrothanasia ray op het punt staat de wereld te vernietigen en die onmiskenbaar was gebaseerd op Tesla, met in plaats van een duif een gier aan zijn zijde.
Nikola Tesla: ‘de magiër onder de geleerden’.
De eerste telefooncentrale
Nikola Tesla werd op 10 juli 1856 geboren als kind van Servische ouders in het dorp Smiljan, tegenwoordig in Kroatië, destijds deel van het Oostenrijks-Hongaarse Rijk. Tesla vertelt in zijn autobiografie My Inventions (1919) dat hij op de middelbare school gefascineerd was geraakt door elektriciteit. De jonge uitblinker koos voor een studie aan de technische universiteit in het Oostenrijkse Graz.
Na een lange experimentele fase, waarin elektra slechts praktische toepassingen vond in allerlei vormen van kwakzalverij en spiritisme, werd het natuurkundige fenomeen vanaf de jaren dertig van de negentiende eeuw voor het eerst werkelijk nuttig ingezet. Om te beginnen bij de eerste vorm van moderne telecommunicatie: de telegraaf. En rond Tesla’s studiejaren bij de eerste praktische elektrische verlichting en telefonie.
Tesla brak zijn studie in Graz voortijdig af. In Boedapest hielp hij bij het opzetten van de eerste telefooncentrale. In 1882 werd hij aangenomen bij Thomas Edisons elektriciteitsmaatschappij in Parijs. Van daaruit was hij betrokken bij de oprichting van nieuwe elektriciteitscentrales in Frankrijk en Duitsland. Zijn snelgroeiende reputatie bezorgde hem na twee jaar een baan bij het moederbedrijf in New York City. Bij Edison Machine Works in de Lower Eastside werkte Tesla aan de bouw van een grote elektriciteitscentrale, aan de verbetering van generatoren en aan de ontwikkeling van booglampen voor straatverlichting.
Tesla zou maar zes maanden bij Edison op de loonlijst staan en de twee hebben elkaar hooguit een paar keer ontmoet. Maar de levens van beide elektrotechnisch pioniers zullen voor de rest van de geschiedenis met elkaar verknoopt blijven. Vanwege hun professionele aanvaringen, maar ook door de fundamentele verschillen in temperament en karakter. Ze zijn in het openbaar niet altijd even aardig tegen elkaar geweest. Dat begon al met Tesla’s vertrek bij Edison Machine Works. Volgens Tesla wegens het niet-uitbetalen van beloofde bonussen.
Na zijn vertrek in 1885 begon hij zijn eigen Tesla Electric Company. Terwijl Edisons elektriciteitscentrales gelijkstroom met een lage spanning produceerden, zette Tesla in op wisselstroom met een hoog voltage. Hij ging een partnerschap aan met Edisons grote concurrent, George Westinghouse. De concurrentiestrijd tussen Edison enerzijds en Westinghouse en Tesla anderzijds zal de geschiedenis in gaan als the war of the currents.
Nikola Tesla in zijn laboratorium in Colorado Springs (1899) naast zijn zogeheten magnifying transmitter, die een spanning van miljoenen volt opwekt. Tesla gebruikt de trucfoto ter promotie van zijn plan voor de wereldwijde, draadloze distributie van elektriciteit.
Het was een bittere technische, commerciële en juridische strijd. Om het concurrerende systeem in diskrediet te brengen, speelde Edison in op de angst voor elektrische schokken, en hij ging zelfs zover dat hij onder meer kalveren en een kreupel paard liet elektrocuteren teneinde de gevaren van wisselstroom te demonstreren. Edison typeerde Tesla in die jaren als ‘a poet of science, zijn ideeën zijn magnifiek, maar uiterst onpraktisch’.
Tweede Industriële Revolutie
Uiteindelijk zou het door Tesla geperfectioneerde wisselstroomsysteem wereldwijd als winnaar uit de bus komen. Het belangrijkste voordeel van wisselstroom is dat het over grote afstanden met weinig energieverlies kan worden getransporteerd. Om die reden ging de bouw van de eerste waterkrachtcentrale bij de Niagara-watervallen in 1893 naar Westinghouse Electric en niet naar Edisons General Electric.
Een andere reden voor het succes van wisselstroom houdt verband met een van Tesla’s belangrijkste uitvindingen: zijn in 1888 gepatenteerde inductiemotor, een elektromotor die draait op wisselstroom. Tesla’s wisselstroommotor was robuuster en minder onderhoudsgevoelig dan zijn voorgangers op gelijkstroom. Eerder had elektriciteit een revolutie veroorzaakt op het gebied van telecommunicatie en verlichting, nu bracht de komst van de elektromotor de mechanisering van de productie op een hoger plan met een eindeloze variatie aan apparaten: deegmachines, builmachines, zaagmachines, boormachines, polijstmachines, maalmachines, draaibanken, liften enzovoort. De wisselstroommotor was een van de drijvende krachten achter de Tweede Industriële Revolutie, die op haar beurt de basis heeft gelegd voor de moderne consumptiemaatschappij.
Tesla demonstreert in 1898 het eerste radiografisch bestuurde bootje
Het geld dat Tesla verdiende met zijn wisselstroompatenten maakte hem financieel onafhankelijk. Hij raakte geïnteresseerd in het verschijnsel elektromagnetische straling, met name in radiogolven, die in 1887 voor het eerst kunstmatig werden opgewekt door de Duitse natuurkundige Heinrich Hertz. Een van zijn uitvindingen in deze jaren was de zogenoemde Tesla coil, een transformator waarmee een zeer hoge spanning en hoogfrequente wisselstroom kunnen worden opgewekt.
De Tesla-transformator werd in de vroege jaren van de radiotechniek toegepast in de zendapparatuur voor draadloze telegrafie. Pas vlak na Tesla’s dood in 1943 oordeelde het Amerikaanse Hooggerechtshof dat de Italiaanse natuurkundige Guglielmo Marconi het eerste trans-Atlantische radiocontact in 1901 had verwezenlijkt met de door Tesla gepatenteerde transformator. Vanaf 1893 experimenteerde Tesla met radiografische besturing. In 1898 demonstreerde hij in de New Yorkse Madison Square Garden-evenementenhal het eerste radiografisch bestuurde bootje.
Al in 1926 voorspelt Tesla de komst van mobiele telefoons
Interplanetaire begroeting
Terwijl Edison in de eerste plaats een zakenman was die keek wat haalbaar was, ontpopte Tesla zich steeds meer als een visionair. Zo verklaarde hij in 1901 in het tijdschrift Collier’s Weekly dat hij rekening hield met de mogelijkheid dat de regelmatige radiosignalen die hij had opgevangen een van Venus of Mars afkomstige interplanetaire begroeting waren. Daar staat tegenover dat hij – als het de toekomst van radiotechniek betrof – de spijker ook herhaaldelijk op de kop sloeg. Zo beschreef hij in 1926 al een draadloze combinatie van telefoon en televisie, ‘a man will be able to carry […] in his vest pocket’. Ook heeft hij vanaf 1907 herhaaldelijk de komst van onbemande, radiografisch bestuurde militaire vliegtuigen aangekondigd. Tesla’s ‘revolutie in de krijgskunst’ heeft wat vertraging opgelopen, maar is met het toenemend militaire belang van drones inmiddels niet meer te stuiten.
Zijn meest ambitieuze project was de raadselachtige Wardenclyffe Tower, die hij 1901 liet bouwen aan de noordkust van Long Island. De 57 meter hoge zendmast was aanvankelijk bedoeld om berichten, geluid en zelfs faxbeelden naar de andere kant van de oceaan te zenden. Maar om zijn concurrentiepositie ten opzichte van Marconi te verbeteren, besloot hij zijn ambitieniveau te verhogen.
In 1901 vertilt Tesla zich met de bouw van de Wardenclyffe Tower. Die moet het begin zijn van een wereldwijde draadloze energievoorziening, maar het project wordt voortijdig afgelast.
De Wardenclyffe Tower zou niet alleen het begin van een draadloos communicatienetwerk moeten vormen, maar ook van een wereldwijde draadloze energievoorziening. Tesla’s plan was gebaseerd op de aanname dat je onze planeet kunt beschouwen als een enorme bolvormige condensator, met de vaste aarde en de bovenste laag van de atmosfeer als geleiders. Hij meende dat ontvangstapparatuur op elke denkbare plaats op het aardoppervlak in staat moest zijn om de vanuit de Wardenclyffe Tower verzonden stroom te ontvangen. Draadloze elektriciteitsdistributie zou de exploitatie van afgelegen energiebronnen mogelijk maken en zelfs de meest afgelegen locaties van elektra kunnen voorzien.
Hoewel er nog altijd mensen zijn die de mogelijkheid van Tesla’s World Wireless System niet willen uitsluiten, luidt de communis opinio in wetenschappelijke kringen dat het onuitvoerbaar is. Ook Tesla’s belangrijkste geldschieter, de bankier J.P. Morgan, geloofde er niet in en trok zich terug. In 1906 beëindigde Tesla het project. De toren raakte in verval en werd in 1917 afgebroken.
Speculatieve wetenschap
Er is niet veel fantasie voor nodig om de Wardenclyffe Tower te zien als Tesla’s hoogstpersoonlijke Toren van Babel. Het te hooggegrepen project luidde zijn professionele en persoonlijke teloorgang in. Hij bleef actief als onderzoeker en uitvinder, maar zonder succes. Vanaf 1900 verkaste hij van hotel naar hotel, telkens met achterlating van een stapel onbetaalde rekeningen. Daags na het overlijden van Thomas Edison in 1931 publiceerde Tesla een portret in The New York Times, waarin hij benadrukte dat Edisons werkmethode ‘extreem inefficiënt’ was. ‘Een beetje theorie en rekenwerk had hem 90 procent werk gescheeld.’ Tussendoor stipte Tesla, die zelf leed aan smetvrees, ook nog even Edisons ‘totale minachting voor de meest elementaire regels van hygiëne’ aan. Maar – vooruit – hij prijst zijn oude concurrent ook om zijn ‘grote genialiteit en onsterfelijke prestaties in het belang van de mensheid’.
De oom van Donald Trump onderzoekt Tesla’s nalatenschap
Op latere leeftijd legde Tesla zich steeds meer toe op wat je welwillend zou kunnen aanduiden als speculatieve wetenschap. Begin jaren dertig beweerde hij dat hij een motor had ontwikkeld die liep op kosmische straling en werkte hij aan een methode om gedachten te fotograferen. Het meest tot de verbeelding sprak zijn claim dat hij een wapen had uitgevonden dat een einde zou maken aan alle oorlogen. Zijn teleforce, een onwaarschijnlijk krachtige straal van geladen deeltjes, door journalisten omgedoopt tot death ray of ‘dodende straal’, was volgens Tesla in staat een leger van een miljoen soldaten of een luchtvloot van 10.000 vliegtuigen op een afstand van meer dan 300 kilometer te vernietigen.
Na zijn overlijden in 1943 nam het Department of Justice het zekere voor het onzekere en beval de inbeslagname van Tesla’s aantekeningen. De FBI schakelde de gerenommeerde wetenschapper en elektrotechnisch ingenieur John Trump in om Tesla’s werk te beoordelen. Deze Trump – een oom van de 45ste president van de VS – rapporteerde: ‘Tesla’s gedachten en inspanningen gedurende de laatste vijftien jaar waren vooral speculatief, filosofisch en enigszins promotioneel van aard.’ En: ‘bevatten geen nieuwe, deugdelijke, werkzame principes of methodes om zulke resultaten te realiseren,’ aldus Trump, duidend op Tesla’s teleforce.
Gedurende de franjeloze naoorlogse jaren raakte de flamboyante wetenschapper een beetje uit het zicht. Maar de laatste decennia is Tesla herontdekt. Hij duikt op in een eindeloze rij romans, strips, games, liedjes en films. In 2006 zette David Bowie bijvoorbeeld een elegante Tesla neer in de verfilming van de roman The Prestige. Zowel in fictie als in non-fictie heeft het beeld van de gestoorde geleerde plaatsgemaakt voor dat van het miskende genie. Als het volmaakte tegenbeeld van de kille en geldbeluste zakenman Edison wordt Tesla op het schild geheven als een gentleman, als man met beschaving en visie.
In 1892 reist Tesla naar Europa voor een reeks lezingen over zijn experimenten met wisselstroom. De gravure verbeeldt zijn voordracht voor de Société Française de Physique (SFP) in Parijs.
Complottheorieën
De ijver waarmee men Tesla zijn verdiende plaats in de techniekgeschiedenis heeft willen geven, heeft geleid tot een paar wijdverspreide misvattingen. Zo wordt hij vaak opgevoerd als de uitvinder van wisselstroom, terwijl daarmee al een kwarteeuw voor zijn geboorte werd geëxperimenteerd. Ook wordt uit het oog verloren dat Tesla tijdens zijn leven helemaal niet werd miskend, maar – ondanks zijn eigenaardigheden – tot het einde aan toe juist met alle egards werd omgeven. Bij leven is hij geëerd met talloze onderscheidingen en collega-wetenschappers als lord Kelvin, Albert Einstein én Thomas Edison hebben zich vol bewondering over hem uitgesproken.
Tesla’s speculatieve wetenschappelijke projecten en beweringen vormen een vruchtbare bodem voor een baaierd aan alternatieve historische analyses. De inbeslagname van zijn aantekeningen na zijn overlijden gaf aanleiding tot speculaties dat men in het diepste geheim Tesla’s onmogelijk geachte uitvindingen alsnog heeft uitgewerkt. Volgens een andere complottheorie zouden Tesla’s experimenten met draadloze elektra zijn gesaboteerd, omdat voor iedere wereldburger vrij af te tappen energie commerciële exploitatie onmogelijk zou hebben gemaakt.
Tekenend voor Tesla’s inlijving in de pseudowetenschappelijke wereld is dat een van de weinige in het Nederlands verschenen boeken van of over hem, de in 2011 vertaalde autobiografie De toekomst is van mij, afsluit met een bijlage waarin de redactie ’s mans horoscoop heeft laten trekken. Op internet neemt Tesla’s postume carrière als visionair en miskend genie soms onbedoeld grappige vormen aan.
Zo leiden de zoektermen ‘Trump’, ‘Tesla’ en ‘time travel’ naar de theorie dat oom John Trump in Tesla’s aantekeningen de instructies aantrof voor de bouw van een tijdmachine, dat hij die heeft doorgespeeld aan zijn neef en dat Donald Trump zijn onwaarschijnlijke succes te danken heeft aan zijn voorkennis als tijdreiziger.