Nikola Tesla, de geniale grondlegger van het wisselstroomsysteem

Nikola Tesla (1856-1943) was een Servisch-Amerikaanse uitvinder en natuurkundige, vooral bekend door zijn werk met wisselstroom en elektrische uitvindingen. Het automerk Tesla is naar hem vernoemd, net als de eenheid voor magnetische fluxdichtheid.

Nikola Tesla werd op 10 juli 1856 als zoon van een orthodoxe priester geboren in Smiljan, een dorpje in het huidige Kroatië, dat destijds deel uitmaakte van het keizerrijk Oostenrijk. Al op jonge leeftijd voelde hij zich aangetrokken tot de wetenschap. Mogelijk werd hij geïnspireerd door zijn moeder van wie gezegd wordt dat ze, hoewel ze ongeletterd was, verschillende huishoudelijke apparaten en landbouwgereedschappen uitvond.

Tesla studeerde werktuigkunde aan de Technische universiteit van Graz (Oostenrijk). In deze periode zag hij de Gramme-dynamo, uitgevonden door de Belg Zénobe Gramme, in werking. Deze dynamo was in staat veel hogere spanningsverschillen te creëren dan de tot dan toe gemaakte dynamo’s. Later bleek de dynamo omgekeerd als elektromotor te kunnen werken. Tesla werd hierdoor geïnspireerd en wilde een beter werkende elektromotor maken.

Nikola Tesla en de wisselstroom

De ingenieur zag mogelijkheden in wisselstroom (AC, alternating current), een elektrische stroom die regelmatig van richting wisselt. Deze stroom creëert een draaiend magnetisch veld waarmee een motor kan worden aangedreven. In Tesla’s tijd werd wisselstroom vanwege een hoog voltage nog als erg gevaarlijk gezien. Dit in tegenstelling tot gelijkstroom (DC, direct current), de toen gangbare methode, waarbij de stroom voortdurend in één richting stroomt.

In 1882 vertrok Tesla naar Parijs waar hij bij de Continentale Edison Maatschappij ging werken als ingenieur. Een jaar later bouwde hij, terwijl hij voor een project in Straatsburg was, zijn eerste inductiemotor. Deze maakte gebruik van generatoren, dynamo’s en transformators die het voltage verminderden zonder dat de frequentie van de wisselstroom veranderde.

In 1884 vertrok hij naar Amerika, met een aanbevelingsbrief op zak van Charles Batchelor, een medewerker van Thomas Edison die al eerder met Tesla had samengewerkt. Batchelor zag potentieel in Tesla en raadde hem persoonlijk aan bij zijn Amerikaanse collega. Edison gaf Tesla een baan als assistent in zijn onderzoekslaboratorium. Heel vlot liep de samenwerking echter niet. Edison hechtte sterk aan zijn gelijkstroomsysteem en had weinig belangstelling voor Tesla’s ideeën over wisselstroom. Volgens de overlevering zou Edison Tesla een flinke geldbeloning in het vooruitzicht hebben gesteld als hij verbeteringen kon aanbrengen in het bestaande gelijkstroomnetwerk, maar toen Tesla daarin slaagde, kwam Edison die belofte niet na. De teleurgestelde Tesla zegde zijn baan op en ging op zoek naar een plek waar hij zijn eigen systeem kon ontwikkelen.

Tesla verkocht zijn wisselstroomsysteem uiteindelijk aan George Westinghouse, een concurrent van Edison. Dit leidde tot een felle strijd tussen de twee kampen, die bekend kwam te staan als de Oorlog van de Stromen (War of Currents). Edison probeerde wisselstroom daarbij zelfs publiekelijk in diskrediet te brengen, onder meer door te wijzen op de gevaren van hoge voltages. Ondanks die campagne bleef Westinghouse vasthouden aan Tesla’s systeem.

Een groot voordeel van wisselstroom was dat de spanning eenvoudig verhoogd kon worden met behulp van transformatoren. Hierdoor kon elektriciteit over veel grotere afstanden worden getransporteerd met relatief weinig energieverlies – iets wat bij gelijkstroom nauwelijks mogelijk was.

Wereldtentoonstelling in Chicago

In 1893 werden de mogelijkheden van het Tesla-Westinghouse wisselstroomsysteem goed duidelijk. De wisselstroom-generators werden gebruikt om het terrein en de gebouwen van de Wereldtentoonstelling in Chicago te verlichten. Mede doordat het succes van het wisselstroomsysteem hier duidelijk werd aangetoond, werden de wisselstroom-generators in het krachtstation bij de Niagara Watervallen geplaatst. Vandaag de dag wordt vrijwel alle elektriciteit in de wereld geleverd in de vorm van Tesla’s wisselstroom.

Nikola Tesla is de geschiedenisboeken ingegaan als een groot uitvinder, niet als een groot zakenman. Erg rijk werd hij namelijk niet met zijn uitvindingen. Westinghouse liep financieel daarentegen binnen.

Tesla had wel de mogelijkheid een eigen laboratorium te openen waar hij vrij was te onderzoeken wat hij wilde. Hier deed hij nog verschillende andere uitvindingen, zoals de tele-automatische boot en de Tesla-spoel, een spoel met hoogfrequente inductie. Zijn grootste project kon hij niet ten uitvoer brengen. Tesla wilde een wereldwijd verbindingsstelsel creëren waarmee beeld en geluid kon worden uitgezonden. Doordat geldschieters zich terugtrokken werd dit project niet voltooid.

In 1916 ontving Tesla – die sinds 1891 al Amerikaans staatsburger was – de hoogste Amerikaanse onderscheiding op het gebied van elektriciteitsonderzoek: de Edison Medaille.

Automerk

Tegenwoordig denken veel mensen bij de naam Tesla in de eerste plaats aan het automerk van Elon Musk. Minder bekend is dat de naam al vóór zijn betrokkenheid bij dit bedrijf werd gekozen. De oprichters van Tesla Motors – Martin Eberhard en Marc Tarpenning – kozen in 2003 bewust voor een eerbetoon aan Nikola Tesla, de uitvinder achter het wisselstroomsysteem dat ook ten grondslag ligt aan moderne elektromotoren. Elon Musk sloot zich pas later bij het bedrijf aan als investeerder en groeide uit tot het gezicht van het merk, maar was dus niet degene die de naam bedacht.