Тесла начал с усовершенствования в своей лаборатории динамо постоянного тока Уэстона так, чтобы оно производило два, три или четыре отдельных переменных токов {206} . Для своих первых экспериментов он использовал большое пластинчатое кольцо для статора, подобное тому, что было в его страсбургском двигателе. Вместо того чтобы сделать на кольцо одну намотку, как в Страсбурге, Тесла разделил обмотку на четыре отдельных катушки, по одной в каждом секторе. Тесла добился того, чтобы генератор переменного тока подавал на катушки на противоположных сторонах кольца два отдельных тока. В качестве ротора двигателя он подвесил банку гуталина на булавке в центре кольца. К восторгу Теслы, вращающееся магнитное поле заставило консервную банку крутиться {207} .

Работая над этим двигателем, Тесла наконец выяснил, как объединить переменные токи, чтобы создать вращающееся магнитное поле в статоре двигателя. Для этого токи, подаваемые на каждую пару катушек, не должны были совпадать друг с другом. В случае с двумя токами, когда один ток имел максимальное положительное значение, другой имел максимальное отрицательное значение. Если представить переменные токи как синусоиду, то можно сказать, что эти два тока сдвинуты по фазе на 180°. Теперь, понимая важность наличия противофазных токов, Тесла мог построить полномасштабный электродвигатель с помощью вращающегося магнитного поля, который он задумал в Будапеште.

Взволнованный этим прорывным двигателем, Тесла пригласил Брауна, своего покровителя с техническим складом ума, на демонстрацию работы двигателя в конце лета 1887 года. Но когда Браун наблюдал за вращением консервной банки в прототипе двигателя, Тесла столкнулся с проблемой. Убедить своих покровителей, что его вращающееся магнитное поле могло использоваться в качестве основы для создания практического, коммерческого двигателя переменного тока, было непросто. Почему они должны вложить деньги во вращающуюся консервную банку? В то время как для нас создание двигателя переменного тока может казаться делом само собой разумеющимся, для экспертов по электричеству в 1887 году это было не так. Чтобы понять причину этого, необходимо рассмотреть ситуацию в электротехнической промышленности в середине 1880-х годов.

С одной стороны, Пек и Браун были, вероятно, довольны исследованием двигателей из-за нарастающего интереса к возможностям использования двигателей на центральных электростанциях в экспертном кругу. В середине 1880-х годов в связи с ростом количества центральных электростанций выросла и конкуренция в сфере их эксплуатации, системные операторы центральных электростанций заинтересовались расширением своей клиентской базы, добавив моторное обслуживание. В то время как они продолжали обеспечивать электричество для освещения ночью, системные операторы рассматривали двигатели как средства, с помощью которых они могли продать электроэнергию фабрикам и трамвайным линиям в дневное время. В ответ производители электрооборудования добавили двигатели к своим производственным линиям, и к 1887 году в отрасли существовало пятнадцать фирм, чье совокупное производство составляло десять тысяч двигателей {208} . И если центральные электростанции могли использовать двигатели, чтобы распределить электроэнергию фабрикам, то, возможно, новый эффективный двигатель позволил бы Пеку и Брауну распределять электроэнергию из их амбициозной схемы получения океанского пара {209} .

С другой стороны, Пек и Браун с большим подозрением относились к идеям Теслы о развитии двигателя переменного тока, так как почти все центральные электростанции в Соединенных Штатах в середине 1880-х годов использовали постоянный ток, не переменный {210} . В конце 1870-х годов несколько изобретателей-электротехников во Франции, а также Элиу Томсон в Америке экспериментировали с использованием переменного тока в своих системах дугового освещения. Переменный ток был привлекателен для этих изобретателей, так как он позволил им использовать элементарный трансформатор, чтобы решить основную проблему того, как заставить единственное динамо приводить в действие несколько дуговых ламп одновременно; в 1870-х это называлось «подразделением электрического освещения». Однако, как только Чарльз Браш из Кливленда представил свою систему дугового освещения постоянного тока с улучшенными динамо и регулятором, американские инженеры переключились на развитие систем постоянного тока. Используя постоянный ток, предприниматели установили центральные электростанции для систем дугового освещения и освещения лампами накаливания в десятках американских городов {211} .

В Европе, однако, не забыли о переменном токе, там изобретатели усовершенствовали трансформатор; намотав две разных катушки на один железный сердечник, они обнаружили, что возможно повышать или понижать напряжение переменного тока, и они начали широко использовать это новое устройство. Например, в Лондоне в 1883 году Люсьен Голард и Джон Гиббс использовали один из первых трансформаторов, чтобы подсоединить и дуговые лампы, и различные виды ламп накаливания последовательно к единому большому генератору {212} . В то же самое время в Будапеште инженеры, с которыми Тесла познакомился в Ganz and Company – Циперновский, Блати, и Дери, – рассматривали переменный ток как способ развивать систему освещения лампами накаливания, которая могла бы применяться в более широкой области. Они выяснили, что если их генератор будет вырабатывать высоковольтный переменный ток, то можно распределять электроэнергию на более длинные расстояния по тонким медным проводам. Чтобы защитить клиентов от высокого напряжения, они использовали трансформатор, чтобы понизить напряжение, прежде чем ток поступал в дома и магазины. В течение нескольких лет система Циперновского, Блати и Дери использовалась для освещения нескольких европейских городов. Как система Голарда и Гиббса, так и система Циперновского, Блати и Дери, обе использовали однофазный переменный ток, так как этого было достаточно, чтобы обеспечить желаемое изменение напряжения {213} .

Работу европейцев над трансформаторами переменного тока быстро оценили проницательные американскими предприниматели. Во время поездки за границу в 1885 году Чарльз Коффин из компании Thomson-Houston узнал о системе Циперновского, Блати и Дери и по возвращении убедил Томсона возобновить работу над переменным током. В 1886 году европейские агенты предупредили Эдисона, что они вынуждены конкурировать с Ganz и Company за контракты на освещение, и убедили компанию Эдисона приобрести опцион на регистрацию в США патента на систему Циперновского, Блати и Дери {214} .

Но больше всех трансформатором переменного тока заинтересовался американский предприниматель Джордж Вестингауз (1846–1914). Получив знания в машинном цехе своего отца в Скенектади, Нью-Йорк, Вестингауз обладал уникальным соединением технического гения и деловой хватки. Помимо того что Вестингауз сам разрабатывал пневматические тормоза и улучшенные сигнальные системы для железных дорог, он обладал столь же квалифицированными управленческими навыками, необходимыми для крупномасштабного производства и продажи этих инноваций. В 1884 году Вестингауз заинтересовался электрическим освещением, первоначально рассматривая его как способ диверсифицировать деятельность его компании Union Switch and Signal Company. Первым делом Вестингауз нанял Уильяма Стэнли-младшего, который запатентовал лампу накаливания и автономное динамо.