Historie med magnetisme og elektrisitet

600 f.Kr – Lodestone

De magnetiske egenskapene til naturlig jernferritt (Fe3O4) steiner (lodestones) ble beskrevet av greske filosofer.

600 f.Kr – Elektrisk ladning

Rav er en gulaktig, gjennomskinnelig mineral. Så tidlig som 600 f.Kr. den greske filosofen, Aristofanes var klar over dens særegne eiendom: når gnidd med et stykke pels, rav utvikler evnen til å tiltrekke seg små stykker materiale som fjær. I århundrer er dette merkelig, uforklarlige egenskaper ble antatt å være unik for rav. Denne merkelige effekten forble et mysterium for lenge siden 2000 år, til, rundt e.Kr 1600, Dr William Gilbert undersøkte reaksjonene til rav og magneter og registrerte først ordet 'Elektrisk’ i en rapport om teorien om magnetisme.

Senere inn, i 1895, H.A. Lorentz utviklet Elektronteori. Vi vet nå at det er tre måter å generere strøm på: Statisk, Elektrokjemisk og elektromagnetisk induksjon.

1175 – Første referanse til et kompass

Alexander Neckem, en engelsk munk av St. Albans beskriver hvordan et kompass fungerer.

1269 – Første detaljerte beskrivelse av et kompass

Peter Peregrine fra Marincourt, en fransk korsfarer, beskriver et flytende kompass og et kompass med dreiepunkt.

1600 – Statisk elektrisitet (Av Magnete)

På 1500-tallet, William Gilbert(1544-1603), hofflegen til dronning Elizabeth I, bevist at mange andre stoffer er elektrisk (fra det greske ordet for rav, elektron) og at de har to elektriske effekter. Når gnidd med pels, rav får harpiksholdig elektrisitet; glass, derimot, når gnidd med silke, får glassaktig elektrisitet. Elektrisitet frastøter samme type og tiltrekker seg den motsatte typen elektrisitet. Forskere trodde at friksjonen faktisk skapte elektrisiteten (deres ord for anklage). De skjønte ikke at en like stor mengde motsatt elektrisitet forble på pelsen eller silken. Dr. William Gilbert, innså at en styrke ble skapt, når et stykke rav (harpiks) ble gnidd med ull og trakk til seg lette gjenstander. I beskrivelsen av denne eiendommen i dag, vi sier at rav er “elektrifisert” eller besitter og “elektrisk ladning”. Disse begrepene er avledet fra det greske ordet “elektron” betyr rav og fra dette, begrepet “elektrisitet” ble utviklet. Det var først på slutten av 1800-tallet at dette “noe” ble funnet å bestå av negativ elektrisitet, i dag kjent som elektroner.

Gilbert studerte også magnetisme og i 1600 skrev “Av magnet” som ga den første rasjonelle forklaringen på kompassnålens mystiske evne til å peke nord-sør: Jorden selv var magnetisk. “Av Magnete” åpnet æraen for moderne fysikk og astronomi og startet et århundre preget av Galileos store prestasjoner, Kepler, Newton og andre.

Gilbert registrerte tre måter å magnetisere en stålnål på: ved berøring med en lastestein; ved kaldtegning i nord-sør retning; og ved langvarig eksponering for jordens magnetfelt mens du er i nord-sør-orientering.

1660 – Generator for statisk elektrisitet

Otto von Guericke finner opp en råmaskin for å produsere statisk elektrisitet.

1729 – Konduktører og ikke-konduktører

Stephen Gray beskriver at kraft som eies av en elektrifisert kropp kan overføres til en annen ved å koble dem sammen.

1734 – Elektrisk tiltrekning og frastøtning

Charles Francois de Cisternay Du Fay gjenkjente først to typer elektrisitet.

1730 – Sammensatt magnet

Servigton Savery produserer den første sammensatte magneten ved å binde sammen et antall kunstige magneter med et felles polstykke i hver ende.

1740 – Første kommersielle magnet

Gowen Knight produserer de første kunstige magnetene for salg til vitenskapelige etterforskere og terrestriske navigatører.

1745Elektrisk kraft, Kondensator

Leyden Jar er en av de tidligste og enkleste formene for elektrisk kondensator, oppfunnet uavhengig om 1745 av den nederlandske fysikeren Pieter van Musschenbroek fra University of Leyden og Ewald Georg von Kleist fra Pommern. Den originale Leyden-krukken var en glasskrukke med propp som inneholdt vann, med en wire eller spiker som strekker seg gjennom proppen og ned i vannet. Krukken ble ladet ved å holde den i en hånd og bringe den synlige enden av ledningen i kontakt med en elektrisk enhet. Hvis kontakten ble brutt mellom ledningen og strømkilden, og ledningen ble berørt med den andre hånden, det skjedde en utslipp som ble opplevd som et voldsomt sjokk.

Hvis en lade Q er plassert på metallplatene, spenningen stiger til V. Målingen av en kondensators evne til å lagre ladning er kapasitans C, hvor C = Q/V. Ladningen strømmer fra en kondensator akkurat som den strømmer fra et batteri, men med en vesentlig forskjell. Når ladningen forlater en kondensatorplater, ikke mer kan fås uten opplading. Dette skjer fordi elektrisk kraft er konservativ. Energien som frigjøres kan ikke overstige den lagrede energien. Evnen til å utføre arbeid kalles elektrisk potensial.

En type bevaring av energi er også forbundet med emf. Den elektriske energien som kan oppnås fra et batteri er begrenset av energien som er lagret i kjemiske molekylære bindinger. Både emf og elektrisk potensial måles i volt, og, dessverre, begrepene spenning, potensial, og emf brukes ganske løst. For eksempel, begrepet batteripotensial brukes ofte i stedet for emf.

1747Glassaktig elektrisitet, Bevaring av ladning

Benjamin Franklin (1706-90) var en amerikansk skriver, forfatter, filosof, diplomat, vitenskapsmann, og oppfinner.

Etter Gilberts oppdagelse at en kraft av elektrisk ladning skapes av friksjon av forskjellige materialer, Benjamin Franklin inn 1747, forbedret dette ved å kunngjøre at dette elektrisk ladning består av to typer elektriske krefter, en tiltrekningskraft og en frastøtende kraft. (William Watson (1715-87) i England kom uavhengig til samme konklusjon.) For å identifisere disse to kreftene, han ga navnene, positive og negative ladninger og å symbolisere dem, han brukte + og – signerer + være for positive og den – for negativt. Benjamin Franklin innså at alle materialer har en enkelt type elektrisk “væske” som kan trenge fritt inn i materie, men som verken kan skapes eller ødelegges. Handlingen av å gni overfører bare væsken fra en kropp til en annen, elektrifiserer begge deler. Franklin og Watson oppsto prinsippet om bevaring av ladning: den totale mengden elektrisitet i et isolert system er konstant. Franklin definerte væsken, som tilsvarte glassaktig elektrisitet, like positiv og mangel på væske som negativ. Derfor, ifølge Franklin, strømningsretningen var fra positiv til negativ–det motsatte av det som nå er kjent for å være sant. En påfølgende to-væske teori ble utviklet, etter hvilke prøver av samme type tiltrekker seg, mens de av motsatte typer frastøter.

Franklin var kjent med Leyden krukke (en glasskrukke belagt innvendig og utvendig med stanniol), hvordan den kunne lagre en ladning og hvordan den forårsaket et sjokk når den ble utladet. Franklin lurte på om lyn og torden også var et resultat av elektriske utladninger. Under et tordenvær i 1752, Franklin fløy en drage som hadde en metallspiss. På slutten av det våte, ledende hamp line som dragen fløy festet han en metallnøkkel på, som han knyttet en ikke-ledende silkesnor som han holdt i hånden. Eksperimentet var ekstremt farlig, men resultatene var umiskjennelige: da han holdt knokene nær nøkkelen, han kunne trekke gnister fra den. De neste to som prøvde dette ekstremt farlige eksperimentet ble drept.

1750 – Første bok om magnetproduksjon

John Mitchell gir ut den første boken om å lage stålmagneter.

1757Makt, Dampmaskin

James Watt(1736-1819) utførte ingen elektriske eksperimenter. Han var instrumentprodusent av yrke og etablerte et verksted i Glasgow i 1757. Watt målte arbeidshastigheten som ble utført av en hest som trakk søppel opp i en gammel gruvesjakt og fant ut at den utgjorde ca. 22,000 ft-lbs per minutt. Han la til en margin på 50% ankommer kl 33,000 ft-lbs er lik en hestekrefter.

James Watt, oppfant også dampkondenseringsmotoren. Hans forbedringer av dampmaskiner ble patentert over en periode på 15 år, starter i 1769 og hans navn ble gitt til den elektriske kraftenheten, de Watt. Da Edisons generator ble koblet sammen med Watts dampmaskin, storskala elektrisitetsproduksjon ble et praktisk forslag.

1767Elektrisk kraft

Det var kjent så tidlig som 1600 at tiltrekkende eller frastøtende kraft avtar når ladningene skilles. Dette forholdet ble først plassert på en numerisk nøyaktig, eller kvantitativ, stiftelsen av Joseph Priestley, en venn av Benjamin Franklin. I 1767, Priestley indirekte utledet at når avstanden mellom to små, ladede kropper økes med en eller annen faktor, kreftene mellom kroppene reduseres med kvadratet av faktoren. For eksempel, hvis avstanden mellom ladninger tredobles, kraften synker til en niendedel av sin tidligere verdi. Selv om det er strengt, Priestleys bevis var så enkelt at han ikke gikk sterkt inn for det. Saken ble ikke ansett som avgjort før 18 år senere, når John Robinson of Scotland gjorde mer direkte målinger av den elektriske kraften involvert.

1780Elektrisk strøm

På grunn av en ulykke den italienske vitenskapsmannen fra 1700-tallet Luigi Galvani startet en kjede av hendelser som kulminerte i utviklingen av spenningsbegrepet og oppfinnelsen av batteriet. I 1780 en av Galvanis assistenter la merke til at et dissekert froskebein rykket da han berørte nerven med en skalpell. En annen assistent mente at han samtidig hadde sett en gnist fra en ladet elektrisk generator i nærheten. Galvani begrunnet at elektrisiteten var årsaken til muskelsammentrekningene. Han tenkte feilaktig, derimot, at effekten skyldtes overføring av en spesiell væske, eller “dyreelektrisitet,” heller enn til konvensjonell elektrisitet.

Eksperimenter som dette, der bena til en frosk eller fugl ble stimulert av kontakt med forskjellige typer metaller, ledet Luigi Galvani inn 1791 å foreslå sin teori om at dyrevev genererer elektrisitet. I å eksperimentere med det han kalte atmosfærisk elektrisitet, Galvani fant ut at en froskemuskel ville rykke når den ble hengt av en messingkrok på et jerngitter.

1792Elektrokjemi, Voltaisk celle

Ved 1792 en annen italiensk vitenskapsmann, Alessandro Volta, uenig: han innså at hovedfaktorene i Galvanis oppdagelse var de to forskjellige metallene – stålkniven og tinnplaten – som frosken lå på. de forskjellige metallene, adskilt av froskens fuktige vev, produserte strøm. Froskebenet var rett og slett en detektor.

I 1800,Tid viste at når fuktighet kommer mellom to forskjellige metaller, elektrisitet skapes. Dette førte til at han oppfant den første elektrisk batteri, de voltaisk haug, som han laget av tynne plater av kobber og sink adskilt av fuktig papp (føltes dynket i saltlake).

På denne måten, en ny type elektrisitet ble oppdaget, elektrisitet som fløt jevnt som en vannstrøm i stedet for å utlade seg selv i en enkelt gnist eller sjokk. Volta viste at elektrisitet kunne fås til å reise fra et sted til et annet med ledning, gir dermed et viktig bidrag til vitenskapen om elektrisitet.

1820Elektromagnetisme, Nåværende

I 1820, en fysiker Hans Christian Ørsted, lært at a nåværende strømmer gjennom en ledning ville en kompassnål plassert ved siden av den. Dette viste at en elektrisk nåværende produsert et magnetfelt.

Andre Marie Ampere, en fransk matematiker som viet seg til studiet av elektrisitet og magnetisme, var den første som forklarte den elektrodynamiske teorien. Han viste at to parallelle ledninger, føre strøm, tiltrakk hverandre hvis strømmene gikk i samme retning og motsatte hverandre hvis strømmene gikk i motsatte retninger. Han formulerte seg i matematiske termer, lovene som styrer samspillet mellom strømmer og magnetiske felt i en krets og som et resultat av dette enhet for elektrisk strøm, de amp, ble avledet fra navnet hans. An elektrisk ladning i bevegelse kalles elektrisk strøm. Styrken til en strøm er mengden ladning som passerer et gitt punkt per sekund, eller I = Q/t, hvor Q coulombs av ladning som passerer i løpet av t sekunder. De enhet for strømmåling er ampere eller amp, hvor 1 amp = 1 coulomb/sek. Fordi det er kilden til magnetisme også, strøm er bindeleddet mellom elektrisitet og magnetisme.

1822Fourier-transformer

Baron Joseph Fourier (1768-1830) var en fransk matematiker. Hans metode for å analysere bølger, publisert i 1822, var en spinoff av hans arbeid med varmestrømmen. Den viser hvordan enhver bølge kan bygges opp fra enklere bølger. Denne mektige grenen av matematikk, Fourier-transformer har bidratt til viktige moderne utviklinger som elektronisk talegjenkjenning.

1826Motstand – Strømmer som forårsaker varme

I 1826, den tyske fysikeren Georg Simon Ohm, undersøkt Voltas prinsipp for det elektriske batteriet og Amperes forhold mellom strømmer i en krets. Han bemerket at når det var en strøm i en krets, det var til tider, varme, og mengden varme var relatert til forskjellige metaller. Han oppdaget at det var en sammenheng mellom strøm og varme, det var noen “motstand” til strømmen, i kretsen. Ved å oppdage dette, han fant ut at hvis potensiell forskjell (volt), holdt seg konstant, de nåværende var i forhold til motstand. Dette enhet for elektrisk motstand – de ohm – ble oppkalt etter ham. Han formulerte også en lov, viser forhold mellom volt, forsterkere og motstand og denne loven ble kalt “Ohms lov” også oppkalt etter ham. Denne loven slik vi kjenner den i dag, er grunnlaget for elektrisitet.

1830Induktans

I 1830, Joseph Henry (1797-1878), oppdaget at en endring i magnetisme kan få strømmer til å flyte, men han klarte ikke å publisere dette. I 1832 beskrev han selvinduktans – den grunnleggende egenskapen til induktoren. Som en anerkjennelse for hans arbeid, induktans måles i henries. Scenen var da satt for den omfattende elektromagnetiske teorien om James Clerk Maxwell. Variasjonen av faktiske strømmer er enorm. Et moderne elektrometer kan oppdage strømmer så lave som 1/100,000,000,000,000,000 amp, som er en ren 63 elektroner per sekund. Strømmen i en nerveimpuls er ca 1/100,000 amp; en 100-watts lyspære bærer 1 amp; et lyn topper ca 20,000 ampere; og et 1200 megawatt kjernekraftverk kan levere 10,000,000 ampere kl 115 V.

1836Daniell Cell

I 1836, John Daniell (1790-1845) foreslått en forbedret elektrisk celle som ga en jevn strøm under kontinuerlig drift. Daniell-cellen ga ny drivkraft til elektrisk forskning og fant mange kommersielle anvendelser. I 1837 Daniell ble overrakt den høyeste utmerkelsen til Royal Society, Copley-medaljen, for oppfinnelsen av Daniell-cellen.

1837Telegraf, Elektromagnet

Etter at det elektriske batteriet og elektromagneten ble oppdaget, Samuel Morse(1791-1872) introduserte elektrisk telegraf. Kodede meldinger ble sendt over ledninger, ved hjelp av elektriske impulser (identifisert som prikker og bindestreker) kjent som Morsekode. Dette var egentlig begynnelsen på kommersielt brukt elektrisitet. Den elektriske telegrafen er kjent som den første praktiske bruken av elektrisitet og det første systemet for elektrisk kommunikasjon. Det er interessant å merke seg her, at postkontoret i Australia, spilte en viktig rolle på den tiden, i organiseringen av kommunikasjonen.

1840Mekanisk datamaskin

Charles Babbage (1791-1871), en britisk matematiker, utviklet flere maskiner for å generere feilfrie tabeller for navigering. De mekaniske enhetene skulle tjene som modeller for de senere elektroniske datamaskinene.

1850Termoelektrisitet

Thomas Seebeck en tysk fysiker var oppdagelsen av “Seebeck-effekt“. Han snodde to ledninger laget av forskjellige metaller og varmet opp et kryss der de to ledningene møttes, produserer en liten strøm. Strømmen er resultatet av en varmestrøm fra det varme til det kalde krysset. Dette kalles termoelektrisitet. Termo er et gresk ord som betyr varme.

1854boolsk algebra

George Boole var helt selvlært. Han publiserte en måte å bruke symboler på som perfekt uttrykker logikkens regler. Bruker dette systemet, kompliserte regler kan skrives klart og ofte forenklet.

1855Elektromagnetisk induksjon

Michael Faraday (1791-1867) en engelskmann, gjort et av de viktigste funnene i elektrisitetshistorien: Elektromagnetisk induksjon. Hans pionerarbeid handlet om hvordan elektriske strømmer fungerer. Mange oppfinnelser ville komme fra eksperimentene hans, men de skulle komme femti til hundre år senere. Svikt tok aldri motet fra Faraday. Han ville si; “fiaskoene er like viktige som suksessene.” Han følte at feil også lærer. De en hest, de kapasitansenhet er navngitt til ære for Michael Faraday.

Faraday var sterkt interessert i oppfinnelsen av elektromagnet, men hans strålende sinn tok tidligere eksperimenter enda lenger. Hvis elektrisitet kunne produsere magnetisme, hvorfor kunne ikke magnetisme produsere elektrisitet. I 1831, Faraday fant løsningen. Elektrisitet kan produseres gjennom magnetisme ved bevegelse. Han oppdaget det når en magnet ble flyttet inne i en spole av kobbertråd, en liten elektrisk strøm flyter gjennom ledningen. H.C. Oersted, i 1820, demonstrert at elektriske strømmer produserer en magnetisk felt. Faraday bemerket dette og inn 1821, han eksperimenterte på teorien om at, hvis elektriske strømmer i en ledning kan produsere magnetiske felt, da skal magnetfelt produsere elektrisitet. Ved 1831, han var i stand til å bevise dette og gjennom sitt eksperiment, klarte å forklare, at disse magnetfeltene var kraftlinjer. Disse kraftlinjer ville forårsake en nåværendeå flyte i en trådspiral, når spolen roteres mellom polene til en magnet. Denne handlingen viser da at trådspolene kuttes av linjer med magnetisk kraft, på en merkelig måte, produserer strøm. Disse eksperimentene, overbevisende demonstrert oppdagelsen av elektromagnetisk induksjon i produksjon av elektrisk strøm, ved en endring i magnetisk intensitet.

1860Buelys

Etter hvert som den praktiske bruken av elektrisitet ble tydelig og den elektriske telegrafen var i drift, det tok ikke lang tid før forskerne var ute etter å gjøre ytterligere bruk av denne elektrisiteten. Neste fremskritt av stor betydning, var introduksjonen av det elektriske karbonbuelyset, som ble stilt ut i eksperimentell form i 1808, av Sir Humphry Davey. Han brukte et stort batteri for å gi strøm til demonstrasjonen, ettersom disse lysbuelysene krever en sterk strøm og ingen metoder for mekanisk å generere elektrisitet var ennå utviklet. Prinsippet til disse buelysene, er at når to karbonstaver i en krets bringes sammen, det lages en bue. Denne buen, som gir en strålende glød, opprettholdes så lenge stengene bare er adskilt og holdes mekanisk matet på denne måten, for å opprettholde lysbuen. Som lysbuelys tok en kraftig strøm fra disse batteriene, det var ikke før ca 1860, at det ble gjort praktisk bruk av dem. På dette tidspunktet ble det utviklet tilstrekkelige genereringskilder, og deretter ble de kun brukt hovedsakelig til gatebelysning og i billedteatre. Selv om buebelysning fortsatt ble brukt til tidlig på 1900-tallet ble de til slutt erstattet av glødelyset, bortsett fra at de fleste billedteatre bruker dem i sine projektorer også i dag.

1860DC motor

Historien til elektrisk motor begynner med Hans Christian Ørsted, som oppdaget i 1820, at elektrisitet produserte et magnetfelt, som nevnt før. Faraday fulgte opp dette i 1821, ved å utforme prinsippet om den elektriske motoren etter eget design. Noen av de som er verdt å nevne er Jacobi i 1834, Elias i 1842, Hvete i 1844 og Pacinotti i 1860. Pacinottibrukte et ringviklet armatur som ble brukt i 1860 og var et enestående fremskritt på alle tidligere forsøk. De fleste av disse motorene var i forsøksstadiet, men det var ikke før 1871, at Zenobe Theophile Gramme introduserte motoren sin, som egentlig var en utvikling av Pacinottis maskin. Denne motoren ble sagt å være den første elektriske motoren av kommersiell betydning. I løpet av denne perioden konsentrerte forskerne seg om “motor”, men i mellomtiden, eksperimenter med maskiner som produserer elektrisitet dynamisk var i gang.

1866LeClanche Cell

Leclanche (1839-1882) er en fransk ingeniør som i ca 1866 oppfant batteriet som bærer navnet hans. I litt modifisert form, Leclanché-batteriet, nå kalt en tørrcelle, produseres i store mengder og er mye brukt i enheter som lommelykter og bærbare radioer. Denne cellen består av et sinkhus fylt med en fuktig pasta som inneholder ammoniumsulfat. I midten av denne elektrolyttpastaen er en karbonstav belagt med mangandioksid, som er et sterkt oksidasjonsmiddel.

1871DC generator

Med utviklingen av karbon filament lampe ved Edison i 1879, de DC generator ble deretter en av de essensielle komponentene i lyssystemene med konstant potensial. Kun før dette bue lys ble brukt til gatebelysning. Deretter kommersiell belysning og boligbelysning, som oppfinnerne siktet til, ble praktisk og slik ble den elektriske lys- og kraftindustrien født. Når H. C. Oersted i 1820, oppdaget at en elektrisk strøm produserer magnetiske felt, DC-motoren ble utviklet. I 1831, Michael Faraday oppdaget prinsippet om elektromagnetisk induksjon. Han fant ut at det å flytte en magnet gjennom en trådspole, forårsaket en elektrisk strøm i ledningen, dermed elektrisk generator kunne nå utvikles. Men det var ikke før 1871, når Gramme introduserte sin motor og generator, at den elektriske generatoren ble brukt kommersielt. Ved 1872, Siemens og Halske of Berlin forbedret på Grammes generator, ved å produsere trommelarmaturet. Andre forbedringer ble gjort, slik som det slissede armaturet inn 1880 men av 1882, Edison hadde ferdigstilt utformingen av systemet vi fortsatt bruker for å distribuere strøm fra kraftstasjoner.

1876Telefon

Siden telegrafen ble oppfunnet av Samuel Morse i 1837, store fremskritt var gjort i bruken, men det fortsatte som et telegrafsystem ved hjelp av Morsekode for sin kommunikasjon. Alexander Graham Bell i 1875, var interessert i telegrafi og innså at ved bruk av morsekode over telegrafledninger burde det være andre måter å kommunisere på ved bruk av elektrisitet. Han var også interessert i akustisk og lyd og arbeidet etter prinsippet om at hvis morsekode skapte elektriske impulser i en elektrisk krets, noen lydmidler som forårsaker vibrasjoner i luften, kan også skape elektriske impulser i en krets. I et eksperiment bruker han en “diafragma” forbundet med en elektrisk krets og eventuell lyd som når membranen, ville forårsake elektriske impulser og disse ble ført videre til den andre enden av kretsen. Disse vil da forårsake vibrasjoner til en annen membran i denne enden og vil være i forhold til den første membranen, derfor ble lyden overført elektrisk fra den ene enden av kretsen til den andre enden. Han fortsatte arbeidet med disse eksperimentene og 7. mars, 1876 telefonen hans ble offisielt patentert og en vellykket demonstrasjon ble gjort i en utstillingshall i Philadelphia. Graham Bell var akkurat i tide til å patentere telefonen sin, som en annen oppfinner Elisha Gray, eksperimenterte også med en lignende oppfinnelse. Seinere, Edison forbedret mellomgulvet – da kalt sendere – men Bell vant dagen, ved å bli gitt æren av å finne opp “telefon”.

Alexander Graham Bell (1847-1922) født i Skottland, ble oppvokst i en familie som var interessert og involvert i vitenskapen om lyd. Bells far og bestefar lærte begge tale til døve. EN enhet for lydnivå kalles a bel til hans ære. Lydnivåer måles i tideler av en bel, eller desibel. Forkortelsen for desibel er dB.

1879DC generasjon, Glødelampe

Thomas Alva Edison, (1847-1931)var en av de mest kjente oppfinnerne gjennom tidene med 1093 patenter. Selvutdannet, Edison var interessert i kjemi og elektronikk. Hele livet hans, Edison fikk bare tre måneder med formell skolegang, og ble sagt opp fra skolen som utviklingshemmet, selv om et barndomsanfall av skarlagensfeber faktisk hadde gjort ham delvis døv.

Nesten 40 årene gikk før en virkelig praktisk DC (Likestrøm) generator ble bygget av Thomas Edison. Edisons mange oppfinnelser inkluderte fonografen og en forbedret trykktelegraf. I 1878 Joseph Swan, en britisk vitenskapsmann, oppfant glødelampen og innen tolv måneder gjorde Edison en lignende oppdagelse i Amerika. Swan og Edison opprettet senere et felles selskap for å produsere den første praktiske glødelampen. Før dette, elektrisk belysning hadde vært mine rå lysbuelamper.

Edison brukte sin likestrømsgenerator for å skaffe strøm til å lyse laboratoriet hans og senere for å lyse opp den første gaten i New York som ble opplyst av elektriske lamper, i september 1882. Edisons suksesser var ikke uten kontroverser, derimot – selv om han var overbevist om fordelene til DC for å generere elektrisitet, andre forskere i Europa og Amerika erkjente at DC ga store ulemper.

1880Heaviside lag

Oliver Heaviside (1850-1925) Den britiske matematikeren innså at informasjon beveger seg langs en kabel som en bølge i rommet mellom lederne, heller enn gjennom dirigentene selv. Hans konsepter gjorde det mulig å designe langdistanse telefonkabler. Han oppdaget også hvorfor radiobølger bøyer seg rundt jorden. Dette førte til langdistanseradiomottak.

1880Absolutte temperaturer, Kirchoffs lover, Coulombs lover, Magnetisk fluks, Mikrofon

William Thomson, Lord Kelvin (1824-1907) var mest kjent i sin oppfinnelse av en ny temperaturskala basert på konseptet om en absolutt nulltemperatur ved -273 °C (-460°F). Til slutten av livet, Thomson opprettholdt sterk motstand mot ideen om at energi som sendes ut av radioaktivitet kom fra innsiden av atomet. En av de største vitenskapelige oppdagelsene på 1800-tallet, Thomson døde som motstand mot en av de mest vitale innovasjonene i vitenskapens historie.

Moskowitz, L. R.: Håndbok for permanent magnetdesign og bruk, Cahners Books International, Inc. (1976)

 

Den tyske fysikeren, Gustav Kirchoff (1824-1887) utvidet Ohms lover til å håndtere situasjoner der mer enn én motstand var koblet til mer enn ett batteri. Kretslovene hans sier at all strømmen som strømmer inn i ethvert punkt også må strømme ut av det, og at den totale spenningsdrivstrømmen rundt en hvilken som helst sløyfe må være lik summen av spenningene som motsetter seg den.

Den franske fysikeren Charles A. av Coulomb, hvis navn brukes som enheten for elektrisk ladning, senere utførte en serie eksperimenter som la til viktige detaljer, samt presisjon, til Priestleys bevis. Han fremmet også to-væske teorien om elektriske ladninger, avviser både ideen om å skape elektrisitet ved friksjon og Franklins enkeltvæskemodell. I dag er loven om elektrostatisk kraft, Også kjent som Coulombs lov, er uttrykt som følger: hvis to små gjenstander, en avstand r fra hverandre, har avgifter s og q og er i ro, kraftens størrelse F på enten er gitt av F = Kpq/rr, hvor K er en konstant. I følge International System of Units, kraften måles i newton (1 newton = 0.225 lb), avstanden i meter, og ladningene i coulombs. Konstanten K da blir 8.988 milliarder. Ladninger av motsatt fortegn tiltrekker seg, mens de med samme tegn frastøter. En coulomb C er en stor kostnad. Å holde en positiv coulomb (+ C) 1 meter unna en negativ coulomb (- C) ville kreve en styrke på 9 milliarder newton (2 milliarder pund). En typisk ladet sky som er i ferd med å gi opphav til et lyn, har en ladning på ca 30 coulombs.

James Maxwell (1831-1879) en skotsk matematiker oversatte Faradays teorier til matematiske uttrykk. Maxwell var en av de beste matematikerne i historien. EN maxwell er den elektromagnetiske enheten til magnetisk fluks, navngitt til hans ære. I dag blir han ansett som sekundær bare til Isaac Newton og Albert Einstein i vitenskapens verden.

David Hughes (1831-1900) var professor i musikk og oppfant en vellykket telegraf. Tilbake i London, experimenting with sound, he discovered an effective transducer, so sensitive that he though of it as a sound microscope, and called it amikrofon.

1883 The Alternating Current System

Nikola Tesla was born of Serbian parents July 10, 1856 and died a broke and lonely man in New York City January 7, 1943. He envisioned a world without poles and power lines. Referred to as the greatest inventive genius of all time. Tesla’s system triumphed to make possible the first large-scale harnessing of Niagara Falls with the first hydroelectric plant in the United States in 1886. With the DC generator being in operation by 1882, it was not long before the first direct-current central power station built in the United States, in New York, was in operation in 1882. Around this period however, the scientists were still active, as they realized that with DC current, they could not transmit it over long distances. Nikola Tesla , was experimenting on generators and he discovered the rotating magnetic field in 1883, which is the principle of alternating current. This rotating magnetic field changes in opposite directions fifty time a second and is called 50 Hertz. De alternating current generator has a rotating magnetic field and is referred to as a A.C. nåværende. The direction current generator generates current in the one direction hence DC current. He then developed plans for an induction motor, that would become his first step towards the successful utilization of alternating current.

George Westinghouse was awarded the contract to build the first generators at Niagara Falls. He used his money to buy up patents in the electric field. One of the inventions he bought was the transformer from William Stanley. Westinghouse invented the air brake system to stop trains, the first of more than one hundred patents he would receive in this area alone. He soon founded the Westinghouse Air Brake Company in 1869.Westinghouse was a famous American inventor and industrialist who purchased and developed Nikola Tesla’s patented motor for generating alternating current. The work of Westinghouse, Tesla and others gradually persuaded American society that the future lay with AC rather than DC (Adoption of AC generation enabled the transmission of large blocks of electrical, power using higher voltages via transformers, which would have been impossible otherwise). Today the unit of measurement for magnetic fields commemorates Tesla’s name.

1885AC Generation

I 1885, George Westinghouse, head of the Westinghouse Electric Company, bought the patent rights to Tesla’s polyphase system of alternating current. In America, i 1886 the first alternating current power station was placed in operation, but as no AC motor was available, the output of this station was limited to lighting. Although Telsa developed the polyphase AC induction motor in 1883, it was not put into operation until 1888 and from then on, this AC motor became the most commonly used motor for supplying large amounts of power.

Faraday’s, discovery of electromagnetic induction, was used to create the transformer. The transformer is a simple device, mainly consisting of two separate coils of wire. When a moving current is applied to the first coil, a current isinducedinto the second coil. By this induction, the magnitude of the voltage in the second coil depends on the number of turns in the coil. If the number of turns in the second coil is greater than the first coil, the voltage is increased and vice versa. The first transformer was announced by L. Caulard and J. D. Gibbs in 1883 and so this device revolutionized the systems of power transmission. By generating at a low voltage, the transformer steps it up to a high voltage for transmission and then to a lower voltage where required.

Probably the first generating station in the world to serve private consumers was the Holborn Viaduct in London, which started up in 1882, supplying about 60 kilowatts of power. Also in 1882, Brighton in England had its first public supply and that year the Crystal Palace London, had its first demonstration of electric light. The Pearl Street Central Power Station in New York, was the first recorded station in America in 1882. One of the first transmission lines, was between Miesbach to Munich in Germany in 1882.

1890Electric Frequency

Heinrich Hertz (1857-1894) a German physicist, laid the ground work for the vacuum tube. He laid the foundation for the future development of radio, telefon, telegraf, and even television. He was one of the first people to demonstrate the existence of electric waves. Hertz was convinced that there were electromagnetic waves in space.

1890Fission

Otto Hahn (1879-1968), a German chemist and physicist, made the vital discovery which led to the first nuclear reactor. He uncovered the process of nuclear fission by which nuclei of atoms of heavy elements can break into smaller nuclei, in the process releasing large quantities of energy. Hahn was awarded the Nobel prize for chemistry in 1944.

1906Vacuum Tube Triode

Lee De Forest (1873-1961) made the first electronic amplifier – de triode(1906)

1910Theory of Relativity

Albert Einstein (1879-1955). Einstein’s formula proved that one gram of mass can be converted into a torrential amount of energy. To do this, the activity of the atoms has to occur in the nucleus. E = energy, M = mass, and C = the speed of light which is 186,000 miles per second. When you square 186,000 you can see it would only take a small amount of mass to produce a huge amount of energy.

1917 – Cobalt Steel Magnets

K. Honda and T. Takai add cobalt to tungsten steel to dramatically increase the coercive force of permanent magnets.

1919 – Commercial Steel Magnets

The first commercially available quench-hardened steel magnets were made available.

1920FM Radio

Edwin Armstrong (1890-1954)invented two essential building blocks of the radiooscillators and frequency changers.

1930 – Alnico Magnets

jeg. Mishima produces the first Alnico magnet containing an alloy of iron, nikkel, and aluminum.

1950Transistor

De transistor was invented in 1956 by John Bardeen, Walter Brittain and William Shockley.

1952 – Ceramic Magnets

J.J. Went, G.W.Rathenan, E.W. Gorter, and G.W. Van Oosterhout from the Phillips Company develop the first commercial ceramic magnets based on barium, strontium, and lead-iron oxides.

1953 – The Integrated Circuit

I 1953, Jack Kilby created the integrated circuit.

1963 – Quarks

I 1963, Murray Gell-Mann og George Zweig of the California Institute of Technology proposed a theory according to which the electronic charge e might not be the fundamental charge after all. In their theory, heavy particles slik som protons ogneutrons consist of various combinations of particles called quarks. One quark is supposed to have charge (-1/3)e and another (-2/3)e. This theory has prompted a major search for quarks.

1966 – Rare-Earth Magnets

Dr. Karl J. Strnat at the U.S. Air Force Materials Laboratory at Wright-Patterson Air Force Base discovers the high energy product (18 MGO) of the Samarium-Cobalt (SmCo5) compound.

1972 – Advanced Rare-Earth Magnets

Dr. Karl J. Strnat and Dr. Alden Ray develop a higher energy product (30 MGO) Samarium-Cobalt (Sm2Co17) compound.

1983 – Neodymium-Iron-Boron Magnets

General Motors, Sumitomo Special Metals and the Chinese Academy of Sciences develop a high energy product (35 MGO) Neodymium-Iron-Boron (Nd2Fe14B) compound.

Legg igjen et svar