Elektrisitetens historie – del 2

18.07.12 at 01:46 1 kommentar

Vi er i 1800-tallets London. 28. februar 1812 kom Faraday til Royal Institution i Storbritannia. Han var omgitt av de fremste innen den akademiske verden og ville høre på en av vitenskapens store hjerner. Han var sønn av smed, hadde avsluttet skolegang som 12-åring og kom ikke inn på universitetet, men fortsatte å lære fordi vitenskap var fascinerende. Han leste all vitenskapelig litteratur han kom over, elsket å lære nye ting om verden, hadde konstant lidenskap i å forstå hvorfor verden så ut som den gjorde. Å lese var en ting, for å tilfredsstille kunnskapshungeren ville han se eksperimentene med egne øyne. En dag fikk han en sjanse, en billett til forelesning med Sir Humphrey Davy. Dette skulle forandre Faradays liv for alltid. Han ble inspirert og fikk massevis av ideer, visste hva han ville med livet – vie sitt liv til vitenskapen. Innen et år ble han Davys assistent. Med Davy som beskytter og også sjef studerte Faraday kjemi. Han ble inspirert av usynlige krefter i elektrisitet og magnetisme. 

I 1820 kom en merkelig oppdagelse. Ørsted oppdaget at elektrisk strøm gjennom en kobbertråd i nærheten av kompassnål gjorde at nålen snurret. Elektrisk strøm kan skape magnetisme, og forente elektrisitet og magnetisme. I dag kalles det elektromagnetisme, en grunnleggende kraft i naturen. Ørsteds oppdagelse startet ny oppfinnsomhet. Faraday gjenskapte Ørsteds verk, de første skritt mot berømmelse og rikdom. Han lagde en anordning som forandret historien; en krets ved hjelp av batteri, ståltråd og kvikksølvbad. I kvikksølvbadet stod en magnet. Når strøm ferdes gjennom en krets generer den et sirkulært felt rundt ståltråden og magnetfeltet skapte sirkelbevegelser. Det konverterte elektrisk strøm til kontinuerlige bevegelser. Det var den første elektriske motoren. Faraday eksperimenterte mer; oppdaget relasjon mellom elektrisitet, magnetisme og bevegelse. Hardt arbeid ga resultater, og fikk et gjennombrudd i 1831 når han tok en magnet, førte den fram og tilbake i en spole av kobbertråd. Han visste han var på sporet av noe, og i stedet for å flytte en magnet førte han en ledende kobberplate gjennom et magnetfelt og skapte kontinuerlig elektrisk strøm. I motsetning til batteriet flommet strømmen så lenge skiven gikk rundt. Induksjon var viktig for forståelsen av elektrisitet og teknologi under resten av 1800-tallet. Andre forskere var mer opptatt av hvordan tjene penger på elektrisitet. De brydde seg ikke om hva elektrisitet egentlig var, er det strøm eller kraft? Det var ingen debatt, de var bare interessert i hva elektrisiteten kunne gjøre. 

Faraday som vokste opp i dampverdenen informerte vitenskapen om elektrisiteten sin natur. Det ble samtidig et gjennombrudd i forhold til hvordan kan elektrisitet kunne brukes. En anordning som tok elektrisiteten ut av laboratoriene og i hendene på vanlige mennesker; telegrafen. En elektromagnet er en magnet skapt av elektrisk strøm. Man viklet ståltråd og skapte strøm gjennom bevegelse. Flere viklinger førte til mer konsentrert magnetfelt, og resultatet ble en sterkere magnet. En annen oppdagelse var at man kunne kontrollere en magnet på avstand – en av våre mest nyttige oppdagelser. Når man kunne synliggjøre elektrisitet langt fra opphavet muliggjorde det kommunikasjon. Morsesystemet er basert på et system hvor lengden på hvor lenge en elektrisk krets var lukket ga streker og prikker. Man kunne sende meldinger ved hjelp av koder. Det gjorde verden mindre. Telegrafen var hyppig omtalt i 1800-tallets retorikk; mer kommunikasjon og forståelse kommer til å gjøre krig unødvendig fordi vi vil vite mer om hverandre. I dag synes vi kanskje en slik forestilling var utopisk. 

I 1850 var det telegraflinjer overalt, men lynrask global kommunikasjon var ikke oppnådd. Hvordan oppnå kommunikasjon mellom to stormakter, Storbritannia og Amerika. En kabel over Atlanterhavet? Flere forsøk endte i katastrofe, kabler knakk i stormer. Så klarte man å skjøte to kabler og føre en ende til Irland og den andre til Newfoundland. Dronning Victoria sendte første melding gjennom kabelen. Den var til president Buchanan. Beskjeden var 98 ord lang, men den tok 16 timer å sende. De slet med å tolke signalene i andre enden. De slet med å forstå, signalene var utydelige og måtte stadig gjentas. Det gikk ikke så lett som man hadde håpet. De neste dagene ble hundrevis av meldinger sendt, det var en røre av prikker og streker. Det var store problemer med kabelen og det ble verre. Kabelen sluttet å virke. Det virket som en rimelig tanke å øke spenningen med sterkere batterier fordi man trodde strøm gikk gjennom kabler som vann i rør. Men en telegraf transporterte pulser og ikke kontinuerlig strøm, og over lange avstander ble de forstyrret og vanskelig å se forskjell på om det var prikker eller streker. Forskerne begynte å forstå at elektrisk strøm ikke alltid flommet som vann og dessuten skapte elektromagnetiske bølger. Det førte til ny forskning, elektromagnetisme. Et nytt syn på elektrisitet begynte å spre seg. Åtte år med samarbeid mellom forskere og ingeniører måtte til før ny velfungerende kabel kom på plass i 1866 fra Irland til Newfoundland – og den var klokkeren.

Drømmen om transatlantisk kommunikasjon var blitt en realitet og gjorde verden enda mindre. Tidligere kunne det ta måneder for at informasjon kunne nå fram, plutselig var det bare et par minutter. Det forandret livet for menneskene. Oppdagelsen av elektrisk strøm skulle få enda større betydning. Det kom nye måter å bruke elektrisitet på, noe alle ville ha – elektrisk lys. Fram til 1800-tallet kjente man bare til å brenne ting for å få lys. Midt på 1800-tallet ble hjem opplyst ved hjelp av gass. I et typisk britisk hjem i 1860 brukte man gasslamper, og pumpet inn gass i husene via nettverk av rørledninger. Gasslampene for svake til å lyse opp store områder ute. Her brukte man elektrisk buelys. Det ga intenst hvitt skinn, for sterkt til å ha inne. Man måtte derfor dele opp lyset i flere mindre og lyssvake lamper. 

På begynnelsen av 1880 arbeidet Edison med problemet. Han elsket å være i laboratoriet, og hans drivende kraft var at det var morsomt. Han var flink og hele hans kreativitet kom til nytte. Penger var trolig den minst viktige grunnen for Edison. Han samlet flere ingeniører og andre i Menlow park, det første forsknings- og utviklingssenter. De kunne finne opp i industriell skala. Edisons drøm var å gi elektrisk lys til alle husholdninger i landet. Han utviklet en ny elektrisk lampe, glødelampen. Den var ikke ny eller unik, alle prøvde å forbedre lignende pærer. Glødetråd er av et materiale som gir mer mostand enn kobbertråd og resten av kretsen. Blyantgrafitt var av de tingene som ble brukt som glødetråd. Det bygger på et prinsipp om motstand, det kreves mer energi for å tvinge gjennom og energi gir varme. Glødetråden varmes opp, temperaturen stiger og så gløder den hvitt. Et av de første materialene som Edison brukte var platina. Det høye smeltepunktet gjør at den kan varmes opp uten å smelte, og dras ut i tynne tråder. Jo tynnere jo mer motstand. Platina var dyrt og ga ikke nok motstand. Han måtte finne et bedre alternativ, og byttet til vakuum slik at man kunne hindre tynne tråder fra å brenne opp for raskt. Han testet alle tenkelige materialer, til o gmed skjegg. I dag tror mange at Edison var alene om å oppfinne lyspæren, og Swan som kanskje var den første med glødepære har blitt en fotnote i historien. 

Lyspæren var bare en del av Edisons strategi. Han oppfant uttak, kontakter og ledninger. Han var en brilliant forretningsmann og fant en banebrytende vei for å distribuere energi. Han ville skape elektrisitet i en sentral stasjon og selge til så mange som mulig. På den tiden måtte alle som brukte elektrisitet ha sin egen støyende generator hjemme. I 1882 stod Edison i en unik situasjon, han tok patent på glødelampen. Samtidig dyrket han ryktet om at han var unik og fikk skaffet midler til sitt arbeid. Han ville lyse opp Manhattan i New York, han skapte den første kraftstasjonen. I 1882 samlet han folk, slo på en av sine strømbrytere og tente 100 lyspærer unna fra en kraftstasjon 800 meter unna. Han gravde og ned strømkabler. I dag ser vi det som opplagt – på den tiden mente man det var unødvendig dyrt og så man opp i lufta ville man se fullt av ledninger til telegraf, telefon og gatebelysning skygge for sollyset. Edison visste at det måtte endres, og at det var sikrere å grave ned ledningene.

Å grave ned var ikke bare dyrt, det var et logistisk mareritt, alltid liv og bevegelse. Kundene måtte finnes innen 1,6 km fra kraftstasjon. Den dyreste kabel han hadde råd til kunne bare transportere til en viss mengde kunder. Det var et stort framskritt, kundene fikk strøm fra en og samme kraftstasjon. Edisons nett kunne aldri bli lønnsomt for forstedene, bygging av kraftverk var ikke lønnsomt og kabling dyrt. Hadde vi holdt oss til Edisons metode ville verden sett annerledes ut – en kraftstasjon kunne ikke være lenger unna enn 1,6 km, og det ble dyrt å forsyne mindre samfunn. Men en person med løsning på problemet skulle snart dukke opp. Han skulle være med å skape den moderne verden – han het Tesla og jobbet rett under Edison. 

Tesla var en serbisk oppfinner, og jobbet for Edison etter å ha kommet til New York. Han var Introvert, en tenker – alt som Edison ikke var. Edison var ganske ustelt, Tesla brydde seg om utseendet og hvordan han ble oppfattet. Tesla var ikke like imponert over Edisons kraftverk som resten av Amerika. Han drømte om å overføre strøm mellom byer og land, og visste hvordan det skulle gjøres; det måtte være en annen type elektrisk strøm. Jo mindre strøm via kabel, jo mindre gikk tapt i motstand, lengre kabel kunne være. Han kom med vekselstrømmen. En økt spenning førte til mindre motstand og strømmen måtte trappes ned før den kom i huset gjennom å bruke en omformer eller transformator. Det kunne endre vekselstrøm fra høyspenning til lavspenning hos forbruker. Et stort skritt mot den moderne verden. 

Han fikk støtte hos Westinghouse som mente at vekselstrøm var framtiden, men det var et problem. Vekselstrøm var utmerket for å gi lys, men til forskjell fra likestrøm kunne den ikke drive en motor. Tesla kom med en løsning, en vekselstrøm-motor. Den var genial, og en av de viktigste oppfinnelser noensinne. Det var et system med generator, kabler og motor. Flere vekselstrømkilder ladet spoler etter tur, skapte elektromagnetiske felt og dro bevegelige deler videre. Kraftverk kunne nå ligge langt fra befolkede områder og strøm kunne distribueres langt. Taslas gjennombrudd var den siste puslespillbiten, men han måtte bevise at hans vekselstrøm var bedre enn Edisons likestrøm. 

Tesla møtte Westinghouse, mannen som kunne gjøre Teslas drømmer til virkelighet. Edison trodde fortsatt på likestrøm. Kampen var i gang.  To forskjellige systemer sloss om sjansen til å lyse opp USA og resten av verden. Kampen ble kalt strømkrigen. 

Edison mente likestrøm var tryggere. Å ta på Edisons kabel var relativt ufarlig. Kabler med vekselstrøm hadde høyere spenning og var livsfarlige. Edison nevnte alle ulykker og kortslutninger som Teslas system medførte. Det var et kraftfullt budskap for mange var redde for elektrisitet. Det kunne drepe på rekordtid, uten at man visste hvordan. En usynlig morder rett inn i hjemmene. Våpenet man brukte i strømkrigen var frykt. Harold P Brown skulle ta kampen mot vekselstrøm til et nytt nivå. Han kom med en ekstrem og negativ PR-kampanje, en teatralsk måte å demonstrere vekselstrømmens dødelige kraft. I 1889 samlet han 75 av landets beste elektroingeniører og journalister for å la dem se noe de ikke ville glemme. Brown hadde betalt gategutter for å fange løshunder, og så drepte han dem med elektrisitet. Både likestrøm og vekselstrøm for å vise at vekselstrøm drepte raskest. Ikke bare hunder var del av framvisningen, han brukte også en kalv og en hest for å vise at vekselstrøm kunne drepe alle pattedyr, også mennesker.

Det gjorde amerikanske politikerne overbevist om at mordere skulle drepes med vekselstrøm, og Edisons advokater ville det skulle kalles å bli «Westinghoused».  I 1890  ble William Kemmler spent fast i en trestol med to våte elektroder festet på seg, 26 tjenestemenn og leger så på fra et annet rom. Henrettelsen av Kemmler var et lavpunkt i strømkrigen, men betød ikke slutten. Tesla skulle gjøre noe ingen hadde sett før.

Tesla hadde lært å skape høyfrekvent vekselstrøm. I 1891 ga han en demonstrasjon – en magisk oppvisning av strømstyrke. Uten verneklær lot han titusenvis av volt passere gjennom kroppen til enden av en lampe han holdt i. Teslas vekselstrøm var så høyfrekvent at den passerte gjennom kroppen uten å skade ham, demonstrasjonen viste at hvis man behandlet den riktig ville høyfrekvent strøm være sikker. Strømkrigen var vunnet. I 1896 ble det bygget kraftverk ved Niagarafallene der Westinghouses generatorer produserte Teslas strøm, og noen år senere forsynte kraftverket også New York med strøm. I dag er all strømproduksjon et produkt av Teslas system.

Vi skaper milliarder av watt i dag, hvert sekund, time og dag. Kull, gass og atomkraft basert på oppdagelser av Faraday, Tesla og av andre tidligere ingeniører fra en fantastisk æra av oppfinnelser.  Vi har glemt hvilken mystisk kraft den en gang var. I dag ville vår verden kollapse uten den.

Entry filed under: Privat. Tags: , .

Elektrisitetens historie – del 1 Å lage et læringsscenario

1 kommentar Add your own

Legg igjen en kommentar

Fyll inn i feltene under, eller klikk på et ikon for å logge inn:

WordPress.com-logo

Du kommenterer med bruk av din WordPress.com konto. Logg ut / Endre )

Twitter picture

Du kommenterer med bruk av din Twitter konto. Logg ut / Endre )

Facebookbilde

Du kommenterer med bruk av din Facebook konto. Logg ut / Endre )

Google+ photo

Du kommenterer med bruk av din Google+ konto. Logg ut / Endre )

Kobler til %s

Trackback this post  |  Subscribe to the comments via RSS Feed


Note to myself

Finn presentasjonene jeg bruker på slideshare

Sjekk ut ressursene jeg har laget på IKTplan.no

KONTAKTOPPLYSNINGER

Antall besøkende

  • 493,998 besøk

Siste innlegg

Skriv inn epostadresse for å få nye blogginnlegg rett i innboksen din

Bli med 311 andre følgere

Velkommen til Eva2.0

Takk for at du besøker siden, jeg setter pris på alle gjester. Hvis det er innlegg du liker godt (eller misliker) håper jeg du legger igjen en kommentar. Har du spørsmål kan du sende meg en epost, epost-adressen finner du på siden om denne bloggen. Blogginnlegg som jeg skriver på disse sidene gjenspeiler helt og holdent min private mening og mine private oppfatninger - og er ikke uttrykk for holdninger i forhold til prosjekter jeg arbeider med.

Jeg har gitt ut en bok sammen med Frode Kyrkjebø "IKT i Skulen - kva, kven, korleis og kvifor". Se fanen IKT-ferdigheter på toppen for mer informasjon.

I tillegg har jeg fått tittelen Årets Skoleblogg - denne setter jeg umåtelig stor pris på. Takker alle som bidrar med gode råd og tips til mine blogginnlegg :-)

TANKEKART DIGITALE FERDIGHETER PÅ HVILKE TRINN

Jeg er EvaBra på twitter :-)
Se også min reiseblogg.

Her finner du et tankekart med tips til hvor du kan søke hva

Skriv epostadresse under for å motta meldinger om nye blogginnlegg via epost (på den andre siden anbefaler jeg egentlig at du heller abonnerer via RSS-feed..se fanen IKT-ferdigheter på toppen og bla deg ned til Organisere ved hjelp av RSS)

Bli med 311 andre følgere

Creative Commons License
Dette verk av Eva Bratvold er lisensieret under enCreative CommonsNavngivelse-Ikkekommersiell-Del på samme vilkår 3.0 Norge lisens.

“If you want to build a ship, don’t drum up the men to gather wood, divide the work, and give orders. Instead, teach them to yearn for the vast and endless sea.” — Antoine de Saint-Exupéry


%d bloggers like this: