Tidigare uppfinnare och innovatörer av el

Elhistorien börjar med William Gilbert (1544–1603), en läkare och naturvetare som tjänade drottning Elizabeth som den första av England. Innan Gilbert var allt som var känt om el och magnetism att en lodsten (magnetit) hade magnetiska egenskaper och att gnugga bärnsten och jet skulle locka bitar av olika material för att börja klibba.

1600 publicerade Gilbert sin avhandling "De magnete, Magneticisique Corporibus" (På magneten). Tryckt på vetenskapligt latin förklarade boken år av Gilberts forskning och experiment på elektricitet och magnetism. Gilbert väckte intresset för den nya vetenskapen kraftigt. Det var Gilbert som myntade uttrycket "electrica" ​​i sin berömda bok.

Inspirerad och utbildad av Gilbert, flera europeiska uppfinnare, inklusive Otto von Guericke (1602–1686) av Tyskland, Charles Francois Du Fay (1698–1739) av Frankrike, och Stephen Gray (1666–1736) av England utökade kunskap.

Otto von Guericke var den första som bevisade att ett vakuum kunde existera. Att skapa ett vakuum var avgörande för alla typer av ytterligare forskning om elektronik. 1660 uppfann von Guericke maskinen som producerade statisk elektricitet; detta var den första elektriska generatoren.

1729 upptäckte Stephen Gray principen om ledning av elektricitet och 1733 Charles Francois du Fay upptäckte att elektricitet finns i två former som han kallade hartshaltig (-) och glasartad (+), nu kallad negativ och positiv.

Leyden-burken var den ursprungliga kondensatorn, en enhet som lagrar och släpper en elektrisk laddning. (Då ansågs el vara den mystiska vätskan eller kraften.) Leyden-burk uppfanns 1745 nästan samtidigt i Holland av akademiker Pieter van Musschenbroek (1692–1761) 1745 och i Tyskland av den tyska prästmannen och forskaren, Ewald Christian Von Kleist (1715–1759). När Von Kleist först rörde på sin Leyden-burk fick han en kraftig chock som slog honom på golvet.

Leyden-burken fick sitt namn efter Musschenbroeks hemstad och universitetet Leyden av den franska forskaren och prästkedjan Jean-Antoine Nollet (1700–1770). Burkan kallades också Kleistian burk efter Von Kleist, men det här namnet fastnade inte.

Amerikansk grundande far Ben Franklins (1705–1790) viktig upptäckt var att el och blixt var en och samma. Franklins blixtstång var den första praktiska appliceringen av el. atoralfilosofen Henry Cavendish, England, Coulomb i Frankrike och Luigi Galvani av Italien gav vetenskapliga bidrag till att hitta praktiska användningar för el.

1747 började den brittiska filosofen Henry Cavendish (1731–1810) att mäta konduktiviteten (förmågan att bära en elektrisk ström) av olika material och publicerade sina resultat. Den franska militäringenjören Charles-Augustin de Coulomb (1736–1806) upptäckte 1779 vad som senare skulle kallas "Coulomb's Law", som beskrev den elektrostatiska attraktionskraften och avvisningen. 1786 demonstrerade den italienska läkaren Luigi Galvani (1737–1798) vad vi nu förstår som den elektriska grunden för nervimpulser. Galvani gjorde berömda grodmusklerna att rycka genom att spränga dem med en gnista från en elektrostatisk maskin.

Efter arbetet med Cavendish och Galvani kom en grupp viktiga forskare och uppfinnare, inklusive Alessandro Volta (1745–1827) från Italien, den danska fysikern Hans Christian Ørsted (1777–1851), fransk fysiker Andre-Marie Ampere (1775–1836), Georg Ohm (1789–1854) av Tyskland, Michael Faraday (1791–1867) av England, och Joseph Henry (1797–1878) från USA.

Joseph Henry var forskare inom elområdet vars arbete inspirerade många uppfinnare. Henrys första upptäckt var att kraften hos en magnet kunde stärkas oerhört genom att linda den med isolerad tråd. Han var den första personen som tillverkade en magnet som kunde lyfta 3.500 pund vikt. Henry visade skillnaden mellan "kvantitets" -magneter sammansatta av korta trådlängder anslutna parallellt och upphetsade av några stora celler och "intensitets" -magneter lindade med en enda lång tråd och upphetsad av ett batteri som består av celler i serie. Detta var en originalupptäckt, vilket kraftigt ökade både magnetens omedelbara användbarhet och dess möjligheter för framtida experiment.

Michael Faraday, William Sturgeon (1783–1850) och andra uppfinnare var snabba att inse värdet av Henrys upptäckter. Sturgeon sade på ett kraftfullt sätt, "Professor Joseph Henry har fått möjlighet att producera en magnetisk kraft som helt förmörknar varandra i hela magnetiska annaler, och ingen parallell finns sedan den mirakulösa upphängningen av den berömda orientaliska impostorn i hans järn Kista."

Den vanligt förekommande frasen är en hänvisning till en otydlig berättelse som dessa europeiska forskare snakade om Muhammad (571–632), grundaren av islam. Den berättelsen handlade inte alls om Muhammad, utan snarare en berättelse som berättades av Plinius den äldre (23–70 e.Kr.) om en kista i Alexandria, Egypten. Enligt Plinius hade templet i Serapis i Alexandria byggts med kraftfulla lodstenar, så kraftfulla att järnkistan till Cleopatras yngre syster Arsinoë IV (68–41 f.Kr.) sades ha avbrutits i luft.

Joseph Henry upptäckte också fenomenen självinduktion och ömsesidig induktion. I sitt experiment inducerade en ström som skickades genom en tråd i byggnadens andra berättelse strömmar genom en liknande tråd i källaren två våningar under.

Telegrafen var en tidig uppfinning som kommunicerade meddelanden på avstånd över en tråd med elektricitet som senare ersattes av telefonen. Ordet telegrafi kommer från de grekiska orden tele som betyder långt borta och grafo som betyder skriv.

De första försöken att skicka signaler med elektricitet (telegraf) hade gjorts många gånger innan Henry blev intresserad av problemet. William Sturgeons uppfinningen av elektromagneten uppmuntrade forskare i England att experimentera med elektromagneten. Experimenten misslyckades och gav endast en ström som försvagades efter några hundra fot.

Men Henry strängde en mil med fin tråd, placerade en "intensitet" batteri i ena änden och fick ankaret att slå en klocka i den andra. I detta experiment upptäckte Joseph Henry den väsentliga mekaniken bakom elektrisk telegraf.

Upptäckten gjordes 1831, ett helt år innan Samuel Morse (1791–1872) uppfann telegrafen. Det finns ingen kontrovers om vem som uppfann den första telegrafmaskinen. Det var Morses prestation, men upptäckten som motiverade och tillät Morse att uppfinna telegrafen var Joseph Henrys prestation.

I Henrys egna ord: "Detta var den första upptäckten av det faktum att en galvanisk ström kunde överföras till stort avstånd med så liten minskning av kraft att åstadkomma mekaniska effekter och av de medel som transmissionen kan vara skicklig. Jag såg att den elektriska telegrafen nu var möjlig. Jag hade inte i åtanke någon speciell form av telegraf, men hänvisade bara till det allmänna faktum att det nu visades att en galvanisk ström skulle kunna överföras till stora avstånd, med tillräcklig kraft för att producera mekaniska effekter som är tillräckliga för det önskade objekt."

Därefter vände Henry sig på att utforma en magnetisk motor och lyckades göra en fram- och återgående barmotor, på som han installerade den första automatiska polväxlaren, eller kommutator som någonsin använts med ett elektriskt batteri. Han lyckades inte producera direkt roterande rörelse. Hans bar oscillerade som en ångbåts gångbalk.

Thomas Davenport (1802–1851), en smed från Brandon, Vermont, byggde en vägvärdig elbil 1835. Tolv år senare visade den amerikanska elektrotekniker Moses Farmer (1820–1893) en elektrisk driven lok. 1851 körde Massachusetts uppfinnare Charles Grafton Page (1712–1868) en elbil på spåren av Baltimore och Ohio Railroad, från Washington till Bladensburg, med en hastighet av nitton mil och timme.

Dock var kostnaden för batterier för stor vid den tiden och användningen av elmotorn för transport ännu inte praktisk.

Principen bakom dynamo eller elektrisk generator upptäcktes av Michael Faraday och Joseph Henry men processen för dess utveckling till en praktisk kraftgenerator förbrukades många år. Utan en dynamo för kraftgenerering stod utvecklingen av elmotorn stilla och el kunde inte användas i stor utsträckning för transport, tillverkning eller belysning som den används för i dag.

Bågljuset som en praktisk belysningsanordning uppfanns 1878 av Ohio-ingenjören Charles Brush (1849–1929). Andra hade attackerat problemet med elektrisk belysning, men bristen på lämpliga kolatomer stod i vägen för deras framgång. Brush gjorde flera lampor ljusa i serie från en dynamo. De första borstbelysningarna användes för gatubelysning i Cleveland, Ohio.

Andra uppfinnare förbättrade ljusbågen, men det var nackdelar. För utomhusbelysning och för stora hallar fungerade bågljus bra, men bågljus kunde inte användas i små rum. Dessutom var de i serie, det vill säga strömmen som passerade genom varje lampa i tur och ordning, och en olycka med en slängde hela serien ur handling. Hela problemet med inomhusbelysning skulle lösas av en av USA: s mest kända uppfinnare: Thomas Alva Edison (1847–1931).

Den första av Edisons mångsidiga uppfinningar med elektricitet var en automatisk röstinspelare, för vilken han fick patent 1868, men kunde inte väcka intresse för enheten. Sedan uppfann han en lager ticker, och startade en tickertjänst i Boston med 30 eller 40 prenumeranter och opererade från ett rum över Gold Exchange. Den här maskinen Edison försökte sälja i New York, men han återvände till Boston utan att ha lyckats. Han uppfann sedan en duplex-telegraf med vilken två meddelanden kan skickas samtidigt, men vid ett test misslyckades maskinen på grund av assistentens dumhet.

År 1869 var Edison på plats när telegrafen misslyckades med Gold Indicator Company, ett problem som gav Stock Exchange guldpriser till sina abonnenter. Det ledde till att han utsågs till övervakningsledare, men när en förändring av ägarskapet i företaget kastade honom ur den position han bildade, med Franklin L. Påve, partnerskapet med Pope, Edison och Company, det första företaget med elektrotekniker i USA.

Inte länge efteråt Thomas Edison släppte uppfinningen som startade honom på väg till framgång. Det här var det förbättrade aktiekortet och Gold and Stock Telegraph Company betalade honom 40 000 dollar för det. Thomas Edison grundade omedelbart en butik i Newark. Han förbättrade systemet med automatisk telegrafi som användes vid den tiden och introducerade det i England. Han experimenterade med ubåtkablar och utarbetade ett system med quadruplex-telegrafi med vilken en tråd gjordes för att utföra arbetet med fyra.

Dessa två uppfinningar köptes av Jay Gould, ägare av Atlantic and Pacific Telegraph Company. Gould betalade $ 30 000 för quadruplex-systemet men vägrade att betala för den automatiska telegrafen. Gould hade köpt Western Union, hans enda tävling. "När Gould fick Western Union," sade Edison, "visste jag att inga ytterligare framsteg inom telegrafi var möjliga och jag gick in på andra linjer."

Edison återupptog sitt arbete för Western Union Telegraph Company, där han uppfann en kolsändare och sålde den till Western Union för 100 000 dollar. På grund av detta upprättade Edison laboratorier och fabriker i Menlo Park, New Jersey, 1876, och det var där han uppfann fonograf, patenterade 1878 och inledde en serie experiment som producerade hans glödlampa.

Thomas Edison var hängiven till att producera en elektrisk lampa för inomhusbruk. Hans första forskning var för en hållbar glödtråd som skulle brinna i vakuum. En serie experiment med platinatråd och olika eldfasta metaller hade otillfredsställande resultat, liksom många andra ämnen, inklusive människohår. Edison drog slutsatsen att kol av något slag var lösningen snarare än en metall - den engelska uppfinnaren Joseph Swan (1828–1914) hade kommit till samma slutsats 1850.

I oktober 1879, efter fjorton månaders hårt arbete och utgifterna på $ 40 000, testades en karboniserad bomullstråd förseglad i en av Edisons jordklot och varade i fyrtio timmar. "Om det kommer att brinna fyrtio timmar nu," sa Edison, "Jag vet att jag kan få det att brinna hundra." Och så gjorde han det. En bättre glödtråd behövdes. Edison hittade den i kolsyrade remsor av bambu.

Edison utvecklade också sin egen typ av dynamo, den största som någonsin gjorts upp till den tiden. Tillsammans med glödlamporna Edison var det ett av underverk i Paris elektriska utställning 1881.

Installationen i Europa och Amerika av elektriska anläggningar följde snart. Edisons första stora centralstation, som levererar kraft för tre tusen lampor, uppfördes vid Holborn Viaduct, London, 1882, och i september samma år placerades Pearl Street Station i New York City, den första centralstationen i Amerika drift.

• Beauchamp, Kenneth G. "History of Telegraphy." Stevenage UK: Institute of Engineering and Technology, 2001.
• Brittain, J.E. "Turning Points in American Electrical History." New York: Institute of Electrical and Electronics Engineers Press, 1977.
• Klein, Maury. "Strömtillverkarna: ånga, elektricitet och de män som uppfann det moderna Amerika." New York: Bloomsbury Press, 2008.
• Shectman, Jonathan. "Banbrytande vetenskapliga experiment, uppfinningar och upptäckter från 1700-talet." Greenwood Press, 2003.