A villamos energia korai feltalálói és újítói

A villamos energia története William Gilbert (1544–1603), az orvos és a természettudós kezdi, aki Elizabeth királynőt szolgálta az első Angliában. Gilbert előtt az elektromosságról és a mágnesességről csak annyit tudtak, hogy egy lodestone (magnetit) rendelkezik mágneses tulajdonságokkal, és hogy a borostyán és a fúvóka dörzsölése különböző anyagok darabjait vonzza a ragasztás elindításához.

1600-ban Gilbert közzétette a "De magnete, Magneticisique Corporibus" című tanulmányát (On the Magnet). Tudományos latinul nyomtatva a könyv elmagyarázta Gilbert elektromos árammal és mágnesességgel kapcsolatos kutatásainak és kísérleteinek éveit. Gilbert nagymértékben felhívta a figyelmet az új tudomány iránti érdeklődésre. Gilbert az, aki híres könyvében megalkotta az "electrica" ​​kifejezést.

Ihlette és oktatta Gilbert, számos európai feltaláló, köztük Otto von Guericke (1602–1686) Németország, a francia Charles Francois Du Fay (1698–1739) és az angliai Stephen Gray (1666–1736) bővítette a tudás.

Otto von Guericke volt az első, aki bizonyította, hogy vákuum létezik. A vákuum létrehozása elengedhetetlen minden további kutatáshoz az elektronika területén. 1660-ban von Guericke feltalálta a statikus elektromosságot előállító gépet; ez volt az első villamos generátor.

1729-ben Stephen Gray felfedezte a villamos energia vezetőképességének elvét, és 1733-ban Charles Francois du Fay felfedezte, hogy az elektromosság kétféle formában jelentkezik, amelyeket gyantásnak (-) és üveges (+), ma negatívnak és elektromosnak nevezik pozitív.

A Leyden jar volt az eredeti kondenzátor, egy eszköz, amely tárolja és felszabadítja az elektromos töltést. (Abban az időben az elektromos energiát titokzatos folyadéknak vagy erőnek tekintették.) A Leyden-i üveget 1745-ben találták szinte egyidejűleg Hollandiában. előadó: Pieter van Musschenbroek (1692–1761) 1745-ben és Németországban a német pap és tudós, Ewald Christian Von Kleist (1715–1759). Amikor Von Kleist először megérintette a Leyden-i üveget, erőteljes sokkot kapott, amely a földre ütötte.

A Leyden üveget Musschenbroek szülővárosa és Leyden egyeteme alapján a francia tudós és pap-Jean-Antoine Nollet (1700–1770) nevezte el. Az üveget Kleistian jar-nak is nevezték Von Kleist után, de ez a név nem ragadt meg.

Amerikai alapító apa Ben Frankliné (1705–1790) fontos felfedezése az volt, hogy az áram és a villám ugyanaz. Franklin villámrúdja volt az első elektromos áram gyakorlati alkalmazása. - angry Henry Cavendish, a francia Coulomb - és a Luigi Galvani Olaszország tudományos hozzájárulása volt a villamos energia gyakorlati felhasználásának megtalálásához.

Henry Cavendish (1731–1810) brit filozófus 1747-ben 1747-ben elkezdett mérni a különféle anyagok vezetőképességét (elektromos áram átvitelének képességét), és közzétette eredményeit. A francia katonai mérnök, Charles-Augustin de Coulomb (1736–1806) 1779-ben fedezte fel, amit később „Coulomb-törvénynek” neveznek, amely leírja a vonzás és a taszítás elektrosztatikus erejét. És 1786-ban Luigi Galvani (1737–1798) olasz orvos megmutatta, hogy mit értünk az idegimpulzusok elektromos alapjául. Galvani híresen béka izmait rángatta úgy, hogy elektrosztatikus gépből származó szikra segítségével rájuk rázta őket.

Cavendish és Galvani munkáját követően fontos tudósok és feltalálók egy csoportja jött, köztük Alessandro Volta (1745–1827) olasz, Hans Christian Ørsted dán fizikus (1777–1851), francia fizikus Andre-Marie Ampere (1775–1836), Georg Ohm (1789–1854) Németországból, Michael Faraday (1791–1867) angliai és Joseph Henry (1797–1878) az Egyesült Államokból.

Joseph Henry kutató volt az áramtermelés területén, akinek munkája sok feltalálót inspirált. Henry első felfedezése az volt, hogy a mágnesek erejét óriási mértékben meg lehet erősíteni, ha szigetelt dróttal feltekerjük. Ő volt az első, aki olyan mágnest készített, amely 3500 font súlyt képes felvenni. Henry megmutatta a különbséget a "mennyiségi" mágnesek között, amelyek rövid hosszúságú, párhuzamosan kötött huzalból állnak és gerjesztették néhány nagy cellát és egy "intenzitású" mágnest egyetlen hosszú vezetékkel tekercselnek, és soros cellákból álló akkumulátor gerjeszti. Ez egy eredeti felfedezés, amely nagymértékben növeli a mágnes azonnali hasznosságát és a jövőbeli kísérletekben rejlő lehetőségeket.

Michael Faraday, William Sturgeon (1783–1850) és más feltalálók gyorsan felismerték Henry felfedezéseinek értékét. Tündér nagylelkűen mondta: "Joseph Henry professzornak lehetővé vált egy olyan mágneses erő létrehozása, amely teljesen eltakarja a teljes mágneses évfordulója, és nincs párhuzam sem, mivel a híres keleti csalók csodálatos felfüggesztése a vasában koporsó."

Ez a leggyakrabban használt kifejezés utal egy homályos történetre, amelyet ezek az európai tudósok mozgattak Muhammadról (571–632 CE), a iszlám. Ez a mese valójában egyáltalán nem Muhammadról szól, hanem egy mese, amelyet a mese mondott Plinius az idősebb (23–70. Között) egy koporsót Alexandriai Egyiptomban. Plinius szerint az Alexandriai Serapis-templom hatalmas, ilyen hatalmas terepkövekkel épült hogy állítólag felfüggesztették Kleopátra fiatalabb nővére, IV. Arsinó (ie 68–41) vas koporsóját levegő.

Joseph Henry felfedezte az önindukció és a kölcsönös indukció jelenségeit is. Kísérlete során az épület második történetében egy huzalon keresztül továbbított áram egy hasonló huzalon keresztül indukálta az áramt az alsó két emeleten.

A távirat egy korai találmány volt, amely távolról küldte az üzeneteket egy vezetéken keresztül elektromos áram segítségével, amelyet később a telefon váltott fel. A telegráfia szó a tele görög szavakból származik, ami távolról jelent, és grapho, ami azt jelenti, hogy írni.

Az első próbálkozás elektromos jelek továbbítására (távíróval) már sokszor megtörtént, mielőtt Henry felidézte a problémát. William Sturgeoné Az elektromágnes feltalálása arra ösztönözte Anglia kutatóit, hogy kísérletezzenek az elektromágnessel. A kísérletek kudarcot valósítottak meg, és csak egy olyan áramot hoztak létre, amely néhány száz láb után gyengült.

Henry azonban egy mérföldnyi finom huzalt húzott fel, egy "intenzitást" akkumulátor egyik végén, és a armatúrát harangnak tette a másikba. Ebben a kísérletben Joseph Henry felfedezte az alapvetõ mechanikákat elektromos távíró.

Ez a felfedezés 1831-ben történt, egy évvel azelőtt, hogy Samuel Morse (1791–1872) kitalálta a távírót. Nincs vita arról, hogy ki találta ki az első távírót. Ez volt Morse sikere, ám Joseph Henry eredménye az a felfedezés, amely motiválta és lehetővé tette Morse-nek a távíró feltalálását.

Henry szavai szerint: "Ez volt az első felfedezése annak a ténynek, hogy a galván áram nagy távolságra továbbítható oly csekély mértékű erő csökkentésével, hogy mechanikai hatásokat vált ki, és azoknak az eszközöknek a segítségével, amelyek révén az átvitel megtörténhet teljesítve. Láttam, hogy az elektromos távíró mostantól praktikus is lehet. Nem gondoltam a távirányító különleges formájára, csak arra az általános tényre hivatkoztam, hogy most bebizonyították, hogy a A galvánáram nagy távolságra továbbítható, elegendő energiával ahhoz, hogy a kívánt mechanikai hatások megfelelőek legyenek tárgy."

Ezután Henry egy mágneses motor tervezéséhez fordult, és sikerült beindítania egy dugattyús rúdmotort amelyet az első automatikus pólusváltót, vagy kommutátort telepített, amelyet valaha elektromos akkumulátorral használt. Nem sikerült közvetlen forgómozgást előidéznie. A bárja úgy hullámzott, mint egy gőzhajó sétáló fénye.

Thomas Davenport (1802–1851), a vermontiumi Brandoni kovács 1835-ben úttörő elektromos autót épített. Tizenkét évvel később, Moses Farmer (1820–1893) amerikai villamosmérnök kiállított egy elektromos hajtóművet. 1851-ben a massachusettsi feltaláló, Charles Grafton Page (1712–1868) elektromos autót vezette a nyomvonalakon. A Baltimore és az Ohio vasútvonal Washingtonjától Bladensburgig, tizenkilenc mérföldes sebességgel óra.

Az akkumulátorok költsége azonban akkoriban túlságosan magas volt, és az elektromos motor szállítása még nem volt praktikus.

A dinamó vagy az elektromos generátor elvét Michael Faraday és Joseph Henry fedezte fel, de a gyakorlati áramfejlesztővé történő fejlesztésének folyamata sok évet igényelt. Az energiatermeléshez szükséges dinamó nélkül az elektromos motor kifejlesztése állt, és az elektromos áramot nem lehetett olyan széles körben felhasználni szállításhoz, gyártáshoz vagy világításhoz, mint amire használják Ma.

Az ívfényt mint gyakorlati megvilágító eszközt 1878-ban fedezte fel Charles Brush, Ohio mérnöke (1849–1929). Mások megtámadták az elektromos világítás problémáját, de a megfelelő szénhiány akadályozta a sikerüket. Az ecset több lámpa sorozatát világította meg egy dinamóból. Az első ecsetlámpákat utcai megvilágításra használták Clevelandben, Ohioban.

Más feltalálók javították az ívfényt, de vannak hátrányai. A kültéri világításhoz és a nagy csarnokokhoz az ívlámpák jól működtek, de az ívlámpákat kis helyiségekben nem lehetett használni. Emellett sorban voltak, azaz az áram tovább haladt minden lámpán, és egy baleset az egész sorozatot kikapcsolta. A beltéri világítás egész problémáját Amerika egyik leghíresebb feltalálójának kellett megoldania: Thomas Alva Edison (1847–1931).

Az első Edisoné sokoldalú találmányok elektromos árammal egy automatikus szavazati felvevő, amelyre 1868-ban szabadalmat kapott, de nem tudott felkelteni érdeklődését az eszköz iránt. Aztán kitalált egy árfolyamkijelző, és elindította a ticker szolgáltatást Bostonban 30 vagy 40 előfizetővel, és egy szobából működött az Arany Tőzsdén. Ezt a gépet Edison megpróbálta eladni New Yorkban, de visszatért Bostonba anélkül, hogy sikerrel járt volna. Ezután talált egy duplex távírót, amellyel két üzenet küldhető egyszerre, de egy teszt során a gép meghibásodott az asszisztens hülyesége miatt.

1869-ben Edison a helyszínen volt, amikor a távíró kudarcot vallott az Arany Indicator Company-ban, amely a tőzsdei arany árait szolgáltatta előfizetőinek. Ez vezetett a szuperintendens kinevezéséhez, de amikor a társaság tulajdonjogának megváltozása kiengedte őt a formált pozícióból, a Franklin L. Pápa, Pope, Edison és a Company, az Egyesült Államok első villamosmérnöki vállalata partnerségében.

Nem sokkal később Thomas Edison kiadta a találmányt, amely elindította őt a siker felé vezető úton. Ez volt a továbbfejlesztett részvényjelző, és az Gold and Stock Telegraph Company 40 000 dollárt fizetett neki. Thomas Edison azonnal létrehozott egy üzletet Newarkban. Fejlesztette az abban az időben alkalmazott automatikus távírási rendszert, és bevezette Angliába. Kísérletezett a tengeralattjáró kábeleivel és kidolgozta a négyszeres telegráfia rendszerét, mellyel egy huzalt készítettek négy munka elvégzésére.

Ezt a két találmányt a cég vásárolta meg Jay Gould, az Atlantic and Pacific Telegraph Company tulajdonosa. Gould 30 000 dollárt fizetett a négyszeres rendszerért, de nem volt hajlandó fizetni az automatikus távíróért. Gould megvette a Western Union-ot, az egyetlen versenyt. "Amikor Gould megszerezte a Western Union-t - mondta Edison -, nem tudtam, hogy a telegráfia területén további előrelépés lehetséges, és más vonalakba mentem."

Edison folytatta a Western Union Telegraph Company-nál folytatott munkáját, ahol talált egy szén-adó adókészüléket, és 100 000 dollárért eladta a Western Union-nak. Erre építve 1876-ban Edison laboratóriumokat és gyárakat létesített a New Jersey-i Menlo Parkban, és ott találta meg a fonográf, amelyet 1878-ban szabadalmaztattak, és kísérletek sorozatát kezdte meg, amelyek során az ő izzólámpáját gyártották.

Thomas Edison a elektromos lámpa beltéri használatra. Első kutatása egy tartós izzószálra irányult, amely vákuumban égne. A platinahuzallal és a különféle tűzálló fémekkel végzett kísérletsorozatok, mint sok más anyag, beleértve az emberi hajat is, nem voltak kielégítőek. Edison arra a következtetésre jutott, hogy valamilyen szén volt a megoldás, nem pedig egy fém - Joseph Swan (1828–1914) angol feltaláló ugyanerre a következtetésre jutott 1850-ben.

1879 októberében, tizennégy hónapos kemény munka és 40 000 dolláros kiadás után egy Edison földgömbjében lezárt szénsavas pamutszálat tesztelték és negyven órán át tartott. "Ha negyven óra elég," - mondta Edison, "Tudom, hogy égethetem meg százat." És így tett. Jobb izzószálra volt szükség. Edison szénsavas bambuszcsíkokban találta meg.

Edison kifejlesztette a saját típusát is dinamó, a legnagyobb, amit eddig készítettek. Az Edison izzólámpák mellett ez volt az 1881-es párizsi elektromos kiállítás egyik csodája.

Hamarosan következett be az elektromos szolgáltató üzemek telepítése Európában és Amerikában. Edison első nagy állomását, amely három ezer lámpát táplált, 1882-ben állították fel a londoni Holborn viadukton, és ugyanezen év szeptemberében a New York-i Pearl Street állomást, az amerikai első központi állomást beépítették művelet.

• Beauchamp, Kenneth G. "A távirat története." Stevenage UK: Mérnöki és Technológiai Intézet, 2001.
• Brittain, J. E. "Fordulópontok az amerikai elektromos történelemben." New York: Elektromos és Elektronikai Mérnökök Press, 1977.
• Klein, Maury. "A hatalom készítői: gőz, villamos energia és azok a férfiak, akik kitalálták a modern Amerikát." New York: Bloomsbury Press, 2008.
• Shectman, Jonathan. "A 18. századi úttörő tudományos kísérletek, találmányok és felfedezések." Greenwood Press, 2003.