Počiatoční vynálezcovia a vynálezcovia elektriny

Dejiny elektrickej energie začínajú Williamom Gilbertom (1544 - 1603), lekárom a prírodovedcom, ktorý slúžil kráľovnej Alžbete prvej v Anglicku. Pred Gilbertom bolo o elektrine a magnetizme známe iba to, že bolmagnetit) mali magnetické vlastnosti a že trenie jantáru a lúča by priťahovalo kúsky rôznych materiálov, aby sa začalo lepiť.

V roku 1600, Gilbert publikoval jeho pojednávanie "De magnete, Magneticisique Corporibus" (Na magnetu). Kniha, vytlačená vedeckou latinou, vysvetlila roky Gilbertovho výskumu a experimentov s elektrinou a magnetizmom. Gilbert výrazne zvýšil záujem o novú vedu. Bol to Gilbert, kto vo svojej slávnej knihe vytvoril výraz „elektrica“.

Inšpirovaný a vzdelaný Gilbertom, niekoľkými európskymi vynálezcami, vrátane Otta von Guerickeho (1602 - 1686) z Nemecko, francúzsky Charles Francois Du Fay (1698 - 1739) a Anglicko Stephen Gray (1666 - 1736) rozšírili vedomostí.

Otto von Guericke ako prvý dokázal existenciu vákua. Vytvorenie vákua bolo nevyhnutné pre všetky ďalšie výskumy elektroniky. V roku 1660 vynašiel von Guericke stroj, ktorý vyrábal statickú elektrinu; toto bol prvý elektrický generátor.

V roku 1729 Stephen Gray objavil princíp vedenia elektriny av roku 1733 Charles Francois du Fay zistil, že elektrina má dve formy, ktoré nazval živicový (-) a sklovitý (+), teraz nazývaný negatívny a pozitívne.

Nádoba Leyden bola pôvodným kondenzátorom, zariadením, ktoré ukladá a uvoľňuje elektrický náboj. (V tom čase bola elektrina považovaná za záhadnú tekutinu alebo silu.) Leydenský džbán bol vynájdený v roku 1745 takmer súčasne v Holandsku akademický Pieter van Musschenbroek (1692–1761) V roku 1745 av Nemecku nemecký duchovný a vedec Ewald Christian Von Kleist (1715–1759). Keď sa Von Kleist prvýkrát dotkol Leydenovej nádoby, dostal silný šok, ktorý ho udrel na zem.

Nádoba na Leyden bola pomenovaná po Musschenbroekovom rodnom meste a univerzite Leyden francúzskym vedcom a duchovným Jean-Antoine Nolletom (1700 - 1770). Pohár bol tiež nazývaný Kleistian jar po Von Kleist, ale toto meno sa nelepilo.

Zakladajúci otec USA Ben Franklin (1705 - 1790) dôležitým objavom bolo, že elektrina a blesky boli rovnaké. Franklinov bleskozvod bol prvou praktickou aplikáciou elektriny. aturalský filozof Henry Cavendish z Anglicka, Coulomb z Francúzska a Luigi Galvani z Talianska prispeli k nájdeniu praktického využitia elektrickej energie.

V roku 1747 začal britský filozof Henry Cavendish (1731 - 1810) merať vodivosť (schopnosť prenášať elektrický prúd) rôznych materiálov a publikoval svoje výsledky. Francúzsky vojenský inžinier Charles-Augustin de Coulomb (1736–1806) objavil v roku 1779, čo sa neskôr nazýva „Coulombov zákon“, ktorý opisuje elektrostatickú silu príťažlivosti a odporu. A v roku 1786 taliansky lekár Luigi Galvani (1737–1798) ukázal, čo teraz chápeme ako elektrický základ nervových impulzov. Galvani skvele prinútil žabie svaly škubnutím ich iskrom z elektrostatického stroja.

Po práci Cavendisha a Galvaniho prišla skupina dôležitých vedcov a vynálezcov vrátane Alessandro Volta (1745–1827) Talianska, dánsky fyzik Hans Christian Ørsted (1777–1851), francúzsky fyzik Andre-Marie Ampere (1775–1836), Georg Ohm (1789 - 1854) Nemecka, Michaela Faradaya (1791 - 1867) Anglicka a Josepha Henryho (1797 - 1878) USA

Joseph Henry bol výskumný pracovník v oblasti elektrickej energie, ktorého práca inšpirovala mnohých vynálezcov. Henryho prvý objav spočíval v tom, že silu magnetu je možné značne zosilniť navinutím izolovaného drôtu. Bol prvým človekom, ktorý vyrobil magnet, ktorý dokázal zdvihnúť 3 500 libier. Henry ukázal rozdiel medzi „kvantitatívnymi“ magnetmi zloženými z krátkych dĺžok drôtu paralelne spojených a vzrušených niekoľko veľkých buniek a „intenzívne“ magnety navinuté jediným dlhým drôtom a vzrušené batériou zloženou z buniek v sérii. Bol to pôvodný objav, ktorý výrazne zvýšil okamžitú užitočnosť magnetu a jeho možnosti pre ďalšie experimenty.

Michael Faraday, William Sturgeon (1783 - 1850) a ďalší vynálezcovia rýchlo rozpoznali hodnotu Henryho objavov. Sturgeon veľkolepo povedal: „Profesorovi Josephovi Henrymu bolo umožnené vytvoriť magnetickú silu, ktorá sa úplne zatienila vo vesmíre. celé anjely magnetizmu a nenájdeme žiadnu paralelu, pretože zázračné pozastavenie slávneho orientálneho impotora v jeho železe rakvu. "

Táto bežne používaná fráza je odkazom na nejasný príbeh, ktorý títo európski vedci zakázali o Mohamedovi (571 - 632 CE), zakladateľovi islam. Tento príbeh nebol vlastne o Mohamedovi, ale skôr o príbehu Pliny Starší (23 - 70 nl) o rakve v egyptskej Alexandrii. Podľa Plinyho bol chrám Serapis v Alexandrii postavený s mocnými lodestónmi, tak silnými že železná rakva mladšej sestry Kleopatry Arsinoë IV (68 - 41 BCE) bola údajne pozastavená v air.

Joseph Henry tiež objavil javy sebaindukcie a vzájomnej indukcie. V jeho experimente prúd poslaný drôtom v druhom príbehu budovy vyvolal prúdy podobným drôtom v pivnici o dve poschodia nižšie.

Telegraf bol skorý vynález, ktorý komunikoval správy na diaľku drôtom pomocou elektriny, ktorá bola neskôr nahradená telefónom. Slovo telegrafia pochádza z gréckeho slova tele, čo znamená ďaleko a grapho, čo znamená písať.

Prvé pokusy o vysielanie signálov elektrinou (telegraf) sa uskutočnili mnohokrát predtým, ako sa o problém začal zaujímať Henry. William Sturgeon's vynález elektromagnetu povzbudil vedcov v Anglicku, aby experimentovali s elektromagnetom. Experimenty zlyhali a produkovali iba prúd, ktorý oslabil po niekoľkých sto stopách.

Henry však navliekol míľu jemného drôtu a umiestnil „intenzitu“ batérie na jednom konci, a prinútil kotvu, aby udriela zvonček na druhý. V tomto experimente Joseph Henry objavil základnú mechaniku za elektrický telegraf.

Tento objav sa uskutočnil v roku 1831, celý rok predtým, ako Samuel Morse (1791 - 1872) vynašiel telegraf. Nie je spor o tom, kto vynašiel prvý telegrafný stroj. To bol Morseov úspech, ale objav, ktorý motivoval Morseho a umožnil mu vymyslieť telegraf, bol úspechom Josepha Henryho.

Podľa Henryho vlastných slov: „Toto bol prvý objav skutočnosti, že galvanický prúd mohol byť prenášaný na veľkú vzdialenosť. s tak malým znížením sily, aby vyvolalo mechanické účinky, a prostriedkov, ktorými by mohol byť prenos splnený. Videl som, že elektrický telegraf je teraz uskutočniteľný. Nemal som na mysli žiadnu konkrétnu formu telegrafu, ale hovoril som iba o všeobecnej skutočnosti, že sa teraz preukázalo, že a galvanický prúd by sa mohol prenášať na veľké vzdialenosti, s dostatočnou silou na vyvolanie mechanických účinkov zodpovedajúcich požadovanému namietať. "

Henry sa potom obrátil na konštrukciu magnetického motora a podarilo sa mu vyrobiť piestový tyčový motor do ktorého nainštaloval prvý automatický prepínač pólov alebo komutátor, ktorý bol kedy použitý s elektrickou batériou. Nepodarilo sa mu dosiahnuť priamy rotačný pohyb. Jeho tyč oscilovala ako lúč parného člna.

Thomas Davenport (1802 - 1851), kováč z Brandonu vo Vermonte, postavil v roku 1835 cestné elektrické auto. O dvanásť rokov neskôr americký elektrotechnik Moses Farmer (1820 - 1893) vystavil lokomotívu s elektrickým pohonom. V roku 1851 jazdil vynálezca Massachusetts Charles Grafton Page (1712–1868) na dráhe s elektrickým autom železnice Baltimore a Ohio, z Washingtonu do Bladensburgu, rýchlosťou devätnástich míľ hodina.

Náklady na batérie boli v tom čase príliš vysoké a použitie elektrického motora v doprave ešte nebolo praktické.

Princíp dynama alebo elektrického generátora objavili Michael Faraday a Joseph Henry, ale proces jeho vývoja na praktický generátor energie spotreboval mnoho rokov. Bez dynama na výrobu energie bol vývoj elektromotora zastavený a elektrina sa nemohla široko používať na dopravu, výrobu alebo osvetlenie, ako je to používané dnes.

Obloukové svetlo ako praktické osvetľovacie zariadenie vynašiel v roku 1878 inžinier Ohio Charles Brush (1849-1929). Iní zaútočili na problém elektrického osvetlenia, ale úspechu im bránil nedostatok vhodných uhlíkov. Kefa vyrobila z jedného dynama niekoľko svetiel v sérii. Prvé svetlá štetca sa použili na pouličné osvetlenie v Clevelande v štáte Ohio.

Iní vynálezcovia zlepšili oblúkové svetlo, ale boli tu určité nevýhody. Pre vonkajšie osvetlenie a pre veľké haly fungovali oblúkové svetlá, ale oblúkové svetlá sa nedali použiť v malých miestnostiach. Okrem toho boli v sérii, to znamená, že prúd prešiel každou lampou striedavo a jedna nehoda vyhodila celú sériu z činnosti. Celý problém vnútorného osvetlenia mal vyriešiť jeden z najslávnejších amerických vynálezcov: Thomas Alva Edison (1847–1931).

Prvý z Edisona množstvo vynálezov s elektrinou bol automatický hlasový záznamník, na ktorý dostal patent v roku 1868, ale nebol schopný vzbudiť akýkoľvek záujem o zariadenie. Potom vymyslel a burzový tickera spustili tiketovú službu v Bostone s 30 alebo 40 odberateľmi a pôsobili z miestnosti nad zlatou burzou. Tento stroj sa Edison pokúsil predať v New Yorku, ale bez úspechu sa vrátil do Bostonu. Potom vymyslel duplexný telegraf, pomocou ktorého by sa mohli posielať dve správy súčasne, ale pri skúške stroj zlyhal kvôli hlúposti asistenta.

V roku 1869 bol Edison na mieste, keď telegraf zlyhal v spoločnosti Gold Indicator Company, čo je záležitosť, ktorá poskytovala predplatiteľom ceny zlata na burze. To viedlo k jeho menovaniu do funkcie superintendenta, ale keď zmena vlastníctva spoločnosti ho vyhodila z pozície, ktorú vytvoril, Franklin L. pápež, partnerstvo pápeža, Edisona a spoločnosti, prvej firmy elektrotechnikov v Spojených štátoch.

Nie dlho potom Thomas Edison vydal vynález, ktorý ho začal na ceste k úspechu. Toto bol vylepšený burzový program a spoločnosť Gold and Stock Telegraph Company mu za to zaplatila 40 000 dolárov. Thomas Edison okamžite založil obchod v Newarku. Vylepšil systém automatickej telegrafie, ktorý sa v tom čase používal, a uviedol ho do Anglicka. Experimentoval s podmorskými káblami a vypracoval systém štvorkuplexnej telegrafie, pomocou ktorého bol vyrobený jeden drôt na prácu štyroch.

Tieto dva vynálezy kúpil Jay Gould, majiteľ spoločnosti Atlantic Telegraph Company. Gould zaplatil za štvornásobný systém 30 000 dolárov, ale odmietol platiť za automatický telegraf. Gould si kúpil Západnú úniu, svoju jedinú konkurenciu. „Keď Gould dostal západnú úniu,“ povedal Edison, „vedel som, že v telegrafii nie je možný ďalší pokrok, a šiel som do iných línií.“

Edison pokračoval vo svojej práci pre spoločnosť Western Union Telegraph Company, kde vymyslel vysielač uhlíka a predal ho spoločnosti Western Union za 100 000 dolárov. Edison v roku 1876 založil laboratóriá a továrne v Menlo Parku v New Jersey, a tam vymyslel fonograf, patentovaný v roku 1878, a začal sériu experimentov, ktoré viedli k jeho žiarovke.

Thomas Edison sa venoval výrobe elektrická lampa pre vnútorné použitie. Jeho prvý výskum bol pre trvanlivé vlákno, ktoré horí vo vákuu. Séria experimentov s platinovým drôtom a rôznymi žiaruvzdornými kovmi mala neuspokojivé výsledky, rovnako ako mnoho iných látok, vrátane ľudských vlasov. Edison dospel k záveru, že uhlík nejakého druhu bol riešením skôr ako kov - anglický vynálezca Joseph Swan (1828 - 1914) dospel k rovnakému záveru v roku 1850.

V októbri 1879, po štrnástich mesiacoch tvrdej práce a výdavkoch 40 000 dolárov, sa testovala priadza z karbonizovanej bavlny uzavretá v jednej z Edisonových guličiek a trvala štyridsať hodín. "Ak teraz zhorí štyridsať hodín," povedal Edison„Viem, že to dokážem spáliť sto.“ A tak aj urobil. Bolo potrebné lepšie vlákno. Edison ho našiel v karbonizovaných prúžkoch z bambusu.

Edison tiež vyvinul svoj vlastný typ dynamo, doteraz najväčší. Spolu s žiarovkami Edison patrila k zázrakom Parížskej elektrickej expozície z roku 1881.

Čoskoro nasledovala inštalácia elektrární v Európe a Amerike. V roku 1882 bola v Holborn Viaduct v Londýne postavená prvá veľká Edisonova hlavná stanica, ktorá dodáva energiu pre tri tisíce lámp, av septembri toho istého roku bola umiestnená stanica Pearl Street v New Yorku, prvá centrálna stanica v Amerike Prevádzka.

• Beauchamp, Kenneth G. "Dejiny telegrafie." Stevenage UK: Inžiniersky a technologický inštitút, 2001.
• Brittain, J.E. "Body zlomu v americkej histórii elektriny." New York: Institute of Electrical and Electronics Engineers Press, 1977.
• Klein, Maury. „Výrobcovia energie: para, elektrina a muži, ktorí vynašli modernú Ameriku.“ New York: Bloomsbury Press, 2008.
• Shectman, Jonathan. „Prelomové vedecké experimenty, vynálezy a objavy 18. storočia.“ Greenwood Press, 2003.