Nikola Tesla dalam lima menit
Nikola Tesla (1856–1943) adalah insinyur Serbia-Amerika yang membantu mewujudkan listrik arus bolak-balik (AC) secara praktis: motor yang berjalan dengannya dan sistem multifase yang menyalurkannya sejauh ratusan kilometer. Paten-patennya dilisensikan kepada George Westinghouse, dan jaringan AC yang dibangun di atasnya mengalahkan sistem arus searah (DC) milik Thomas Edison. Pertarungan bisnis dan publisitas antara kedua kubu pada akhir 1880-an hingga awal 1890-an disebut Perang Arus Listrik (War of the Currents).
Tesla tidak memenangkan perang itu sendirian, dan ia tidak menjadi kaya karenanya. Westinghouse, General Electric, dan banyak insinyur lain membangun jaringan listriknya. Impian Tesla di kemudian hari untuk mengirim listrik lewat udara tidak pernah berhasil, dan ia meninggal di sebuah kamar hotel di New York. Namun hampir setiap stopkontak di dinding saat ini dialiri sistem yang turut ia rancang. Halaman ini bagian dari panduan kami tentang Ideas That Shaped the 19th Century: abad itu melahirkan gagasan baru tentang pemerintahan dan masyarakat, sekaligus cara baru memakai energi yang mengubah kehidupan sehari-hari.
Masa muda: anak seorang pendeta dari Smiljan
Tesla lahir pada 10 Juli 1856 di desa Smiljan, di wilayah Perbatasan Militer Kekaisaran Austria, yang kini menjadi bagian dari Kroasia. Keluarganya penganut Ortodoks Serbia. Ayahnya, Milutin, seorang pendeta, sedangkan ibunya, Đuka, mengurus rumah tangga dan membuat perkakas kecil untuk keperluan rumah. Tesla kemudian mengatakan bahwa daya ingat dan bakat penemunya berasal dari sang ibu. Kini Serbia dan Kroasia sama-sama menganggapnya putra bangsa mereka, contoh kecil bagaimana nasionalisme mengklaim tokoh (lihat What Is Nationalism?).
Mulai 1875 ia belajar teknik di Austrian Polytechnic di Graz, tempat ia mulai bertanya-tanya apakah komutator yang memercikkan bunga api pada motor arus searah benar-benar diperlukan. Ia keluar tanpa gelar. Pada 1881 ia bekerja di pusat telepon baru di Budapest, dan pada 1882 ia pindah ke Paris untuk bekerja di Continental Edison Company, perusahaan yang membuat peralatan penerangan ala Edison di Eropa.
Ia kemudian mengenang bahwa gagasan tentang motor yang digerakkan medan magnet berputar muncul saat ia berjalan-jalan di Budapest sekitar 1882. Pada Juni 1884 ia berlayar ke New York dengan uang sangat tipis dan membawa surat pengantar untuk Edison.
DC milik Edison dan mengapa AC penting
Arus listrik ada dua jenis dasar. Arus searah mengalir ke satu arah terus-menerus. Arus bolak-balik berbalik arah berkali-kali dalam satu detik. Pada 1882 perusahaan Edison membuka stasiun Pearl Street di Manhattan bagian bawah dan mulai menjual arus searah. DC bertegangan rendah kehilangan banyak daya pada kabel panjang, sehingga setiap stasiun hanya bisa melayani kawasan selebar sekitar satu mil, dan kota besar membutuhkan banyak stasiun.
AC dapat dinaikkan ke tegangan tinggi dengan transformator, dikirim jauh dengan kehilangan daya yang jauh lebih kecil, lalu diturunkan lagi di dekat pelanggan. Pada 1886 perusahaan Westinghouse mengujinya di Great Barrington, Massachusetts, memakai rancangan transformator karya William Stanley.
Namun AC awal punya kekurangan. Ia bisa menyalakan lampu, tetapi belum ada motor AC yang baik, padahal pabrik membutuhkan motor. Karya Tesla mengisi celah itu.
Motor itu dan kesepakatan dengan Westinghouse
Tesla bekerja di perusahaan Edison di New York selama sekitar satu tahun dan keluar pada 1885 setelah berselisih. Uangnya pas-pasan, dan pada 1886 ia mengambil pekerjaan kasar. Pada 1887 ia mendapat penyandang dana dan mendirikan perusahaannya sendiri, tempat ia membuat motor induksi yang berfungsi.
Motornya mengalirkan dua arus bolak-balik atau lebih, dengan fase sedikit berbeda satu sama lain, melalui kumparan terpisah. Bersama-sama arus itu menciptakan medan magnet yang berputar dan menyeret rotor. Tidak ada sikat maupun komutator, sehingga mesinnya sederhana dan awet. Paten AS-nya diberikan pada Mei 1888, dan pada bulan yang sama ia memberi kuliah di American Institute of Electrical Engineers, yang membuatnya dikenal para insinyur terkemuka.
Westinghouse melisensikan paten itu pada 1888. Tesla menghabiskan sekitar satu tahun di Pittsburgh untuk membantu menyesuaikan motor dengan peralatan Westinghouse. Mengubahnya menjadi produk juga membutuhkan kerja insinyur perusahaan itu sendiri, seperti Benjamin Lamme.
Perang Arus Listrik (1888–1893)
Kubu Edison berargumen bahwa AC bertegangan tinggi sangat berbahaya. Harold P. Brown, seorang insinyur listrik, memulai kampanye sekitar 1888 dengan demonstrasi publik yang menyetrum hewan hingga mati. Edison sendiri secara terbuka mengkritik AC dengan alasan keselamatan.
Pada 6 Agustus 1890 Negara Bagian New York pertama kali memakai kursi listrik barunya, pada William Kemmler, dengan arus bolak-balik. Eksekusi itu berjalan buruk, dan kekhawatiran publik terhadap AC meningkat. Westinghouse menjawab lewat surat kabar: AC dapat mengirim listrik lebih jauh dan lebih murah.
Pada akhirnya biaya dan jarak yang menentukan persaingan itu, bukan kampanye keselamatan. Pada 1892 perusahaan-perusahaan Edison bergabung dengan Thomson-Houston membentuk General Electric, dan Edison meninggalkan pusat manajemen. GE segera mulai membuat peralatan AC sendiri.
Sementara itu Tesla menjadi daya tarik publik. Pada 1891 ia membuat transformator frekuensi tinggi yang kini disebut kumparan Tesla, dan dalam ceramahnya ia menyalakan lampu tanpa kabel. Pertunjukan itu membuat AC tampak modern.
Chicago 1893 dan Niagara: AC menang
Pada World's Columbian Exposition 1893 di Chicago, Westinghouse menyediakan penerangan dengan arus bolak-balik. Lampu dalam jumlah sangat besar yang menyala di malam hari membuktikan bahwa AC bisa bekerja dalam skala besar.
Pada tahun yang sama, perusahaan yang membangun pembangkit listrik di Air Terjun Niagara memilih AC untuk rancangannya. Westinghouse membuat generatornya, dan paten Tesla dipakai. Listrik mulai mengalir pada 1895, dan pada November 1896 daya menempuh sekitar 25 mil ke kota Buffalo.
Saat itu hasilnya sudah jelas. Meski begitu, DC tidak lenyap. Ia masih dipakai pada baterai, sel surya, elektronik, dan beberapa saluran tegangan tinggi jarak jauh.
Tiga alasan AC menang
Perang Arus Listrik tidak diputuskan oleh satu penemuan. Tiga hal paling berperan.
- Transformator. Tegangan bisa dinaikkan untuk transmisi dan diturunkan untuk pemakaian, sehingga listrik sampai ke kota-kota jauh dengan sedikit kehilangan.
- Motor. Motor induksi tipe Tesla menjalankan mesin pabrik, dan konverter rotari dapat mengubah AC menjadi DC, sehingga peralatan DC lama bisa disambungkan ke jaringan baru.
- Biaya. Pembangkit yang lebih sedikit dan tembaga yang lebih hemat membuat pasokan ke wilayah luas lebih murah.
AC menang karena penemuan, perusahaan berdana besar, dan insinyur lapangan bersatu. Tesla adalah bagian penting dari itu, bukan keseluruhannya.
Impian nirkabel: Colorado Springs dan Wardenclyffe
Sejak sekitar 1893 Tesla memperlihatkan percobaan pensinyalan nirkabel, dan pada 1898 ia memperagakan perahu model yang dikendalikan radio di New York. Pada 1899 ia membangun laboratorium di Colorado Springs, menghasilkan lucutan listrik raksasa, dan menjadi yakin bahwa Bumi sendiri bisa menghantarkan listrik.
Pada 1901 ia mulai membangun menara Wardenclyffe di Long Island, New York. Bankir J. P. Morgan menanamkan $150.000. Lalu pada Desember 1901 Marconi mengumumkan sinyal nirkabel melintasi Atlantik, dan Morgan menolak menambah dana. Proyek itu tidak pernah beroperasi, dan menaranya dirobohkan pada 1917.
Listrik nirkabel dalam skala dunia belum pernah terbukti berhasil. Meski begitu, kerja Tesla pada rangkaian resonansi turut mendorong perkembangan teknologi radio.
Tahun-tahun terakhir dan warisannya
Tesla menjadi warga negara AS pada 1891, tetapi di masa tuanya ia tinggal di hotel-hotel New York dan menanggung utang. Ia meninggal pada 7 Januari 1943 dalam usia 86 tahun di kamarnya di Hotel New Yorker. Pada 1960 satuan kerapatan fluks magnetik dinamai tesla (T).
Budaya populer sering menceritakan kisah sederhana: Tesla sang jenius yang menemukan listrik dan Edison sang penjahat. Faktanya tidak serapi itu. Jaringan listrik dibangun oleh Westinghouse, GE, dan ribuan insinyur, dan Edison telah membuka pembangkit listrik besar pertama. Capaian nyata Tesla adalah motor induksi dan gagasan AC multifase, yang menjadi fondasi sistem tenaga listrik modern.
Apa yang ditanyakan dalam ujian
Dalam soal bergaya AP, Tesla muncul dalam topik yang lebih besar, yaitu Revolusi Industri Kedua. Ketahuilah bahwa sejak sekitar 1870 listrik, minyak, baja, dan bahan kimia menggerakkan industri, dan Jerman serta Amerika Serikat menyalip Inggris dalam produksi. Edison (bola lampu, pembangkit listrik), Bell (telepon), serta Tesla dan Westinghouse (AC) adalah contoh khasnya. Jawaban yang kuat menjelaskan signifikansinya: listrik AC jarak jauh memungkinkan pabrik besar dan kota berlistrik. Tanggal yang berguna: 1882 (Pearl Street), 1893 (pameran Chicago), dan 1895 (Niagara).
Bacaan berikutnya
- Ideas That Shaped the 19th Century: gambaran lebih luas tentang zaman tempat Tesla berkarya.
- Who Was Karl Marx?: ia menulis tentang pabrik dan mesin tepat ketika listrik hendak mengubahnya.
- What Is Nationalism?: mengapa beberapa negara mengklaim tokoh seperti Tesla.
