01.01 Ο ΗΛΕΚΤΡΙΣΜΟΣ ΚΑΙ ΟΙ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΤΟΥ

Transcript

1 01.01 Ο ΗΛΕΚΤΡΙΣΜΟΣ ΚΑΙ ΟΙ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΤΟΥ ΣΤΟΧΟΙ: Ο μαθητής να μπορεί να αναφέρει και σχολιάζει τις σημαντικότερες ανακαλύψεις που έγιναν στον τομέα της ηλεκτρολογίας και των ηλεκτρονικών. Ο μαθητής να μπορεί να αναφέρει παραδείγματα χρήσης του ηλεκτρισμού στην καθημερινή ζωή, τη βιομηχανία, την ιατρική, τις τηλεπικοινωνίες κ.τ.λ. Ο ηλεκτρισμός στη φύση Ηλεκτρικά φαινόμενα εμφανίστηκαν στο σύμπαν από τις πρώτες κιόλας στιγμές του. Πάνω από τέσσερα δισεκατομμύρια χρόνια πριν, όταν δεν υπήρχε ίχνος ζωής στον πλανήτη μας, εμφανίστηκαν οι πρώτες αστραπές στον ουρανό. Τα ηλεκτρικά φαινόμενα παίζουν σημαντικό ρόλο και στη λειτουργία των οργανισμών. Τα μάτια δέχονται φωτεινές ακτίνες και τις μετατρέπουν σε στοιχειώδη ηλεκτρικά σήματα, που μεταδίδονται στον εγκέφαλο από τα νεύρα. Η αντίληψη και η σκέψη, αλλά ακόμα και η ικανότητα της κίνησης, εξαρτώνται ολοκληρωτικά από τα στοιχειώδη ηλεκτρικά σήματα, που διαδίδονται αστραπιαία μέσα από το νευρικό δίκτυο του ανθρώπινου εγκεφάλου. Αλλά και στο ζωικό βασίλειο έχουμε παραδείγματα ζώων που "χρησιμοποιούν" τον ηλεκτρισμό. Χαρακτηριστικό παράδειγμα είναι το σαλάχι ή "μουδιάστρα". Αυτή η ζωντανή μπαταρία στέλνει ηλεκτρικά κύματα που προκαλούν ηλεκτροσόκ σε όσους εχθρούς την πλησιάζουν. Ο ηλεκτρισμός κάνει την εμφάνιση του στη φύση και με ένα εξαιρετικής βιαιότητας αλλά και ομορφιάς φαινόμενο, τους κεραυνούς. Παρατηρώντας τις αστραπές, ορισμένοι επιστήμονες (με πρωτοπόρο τον Βενιαμίν Φραγκλίνο) άρχισαν να μελετούν τον ηλεκτρισμό. Κεραυνοί Οι κεραυνοί, φαινόμενο εξαιρετικής βιαιότητας και ομορφιάς, έδωσαν στον άνθρωπο τα πρώτα ερεθίσματα για τη μελέτη του ηλεκτρισμού Page: 1/63

2 Η σημασία του ηλεκτρισμού για τον άνθρωπο Όλες οι μορφές ενέργειας εκτός από τον ηλεκτρισμό χρησιμοποιήθηκαν για πολλούς αιώνες ή και χιλιάδες χρόνια, πριν ο άνθρωπος αναγνωρίσει την αξιόλογη σημασία της ηλεκτρικής ενέργειας στην καθημερινή ζωή. Τα μεγάλα οφέλη παρακινούν όμως τον άνθρωπο να υπερνικήσει τις δυσκολίες, έτσι σε χρονικό διάστημα λιγότερο από δύο αιώνες από την ανακάλυψη του ηλεκτρονικού ρεύματος (1792μχ) ο ηλεκτρισμός καθιερώθηκε ως μορφή ενέργειας. Ο άνθρωπος κατόρθωσε ακόμη να μετατρέψει κάθε μορφή ενέργειας σε ηλεκτρική, να τη διαδώσει και να αντικαταστήσει φυσικές διεργασίες με τεχνικές. Με την ηλεκτρική ενέργεια κατορθώθηκε η αντικατάσταση του φυσικού φωτισμού με τεχνητό, πράγμα το οποίο αποδέσμευσε τον άνθρωπο από τις ιδιομορφίες αυτού. Η αντικατάσταση σε μεγάλη κλίμακα του σκληρού μυϊκού έργου είναι μια άλλη κατάκτηση η οποία οφείλεται κατά μεγάλο μέρος στην ηλεκτρική ενέργεια. Έμμεσα η ηλεκτρική ενέργεια επηρέασε τις συνθήκες της ανθρώπινης ζωής με τον έλεγχο προϊόντων, μέσων και υπηρεσιών, οι οποίες ρυθμίζουν σήμερα την υγεία, την επικοινωνία, τη φυσική παραγωγή. Τέλος όλη αυτή η ανάπτυξη συνετέλεσε στην πολιτιστική και πνευματική πρόοδο του ανθρώπου. Page: 2/63

3 Ηλεκτρικές συσκευές Από τη στιγμή που ο ηλεκτρισμός έγινε προσιτός στη μέση οικογένεια, οι κατασκευαστές άρχισαν να ανακαλύπτουν συνέχεια καινούργιες χρήσεις του. Στην αρχή του εικοστού αιώνα σχεδιάστηκαν διάφορες συσκευές "εξοικονόμησης εργασίας", αλλά μόνο τα ηλεκτρικά φώτα και το ηλεκτρικό σίδερο έγιναν συστατικά στοιχεία του μέσου νοικοκυριού. Οι περισσότερες από τις πρώτες ηλεκτρικές συσκευές μετέτρεπαν απλώς την ηλεκτρική ενέργεια σε θερμότητα (αξεσουάρ κομμωτηρίου κ.λ.π.). Έπρεπε να διαδοθούν σε πλατιά κλίμακα οι ηλεκτροκινητήρες για να αξιοποιηθεί η ικανότητα του ηλεκτρισμού να μετασχηματίζεται σε μηχανική ενέργεια. Από εκείνη τη στιγμή, η γκάμα των ηλεκτρικών συσκευών άρχισε να διευρύνεται γρήγορα, συμπεριλαμβάνοντας μικρές θερμάστρες, πιστολάκια για τα μαλλιά και απλά μίξερ. Σήμερα, οι διάφορες ηλεκτρικές συσκευές (από την ηλεκτρική οδοντόβουρτσα μέχρι τον ψυγειοκαταψύκτη), κυριαρχούνε στη ζωή μας, κάνοντάς την σημαντικά ευκολότερη. Ηλεκτρικές συσκευές Μερικές από τις πιο διαδεδομένες ηλεκτρικές οικιακές συσκευές, που κάνουν καθημερινά ευκολότερη τη ζωή μας. Page: 3/63

4 Ο ηλεκτρισμός στην Ιατρική Η ανθρώπινη ζωή εξαρτάται από διάφορα ηλεκτρικά φαινόμενα. Κάθε ένα περίπου δευτερόλεπτο, ο καρδιακός μυς μεταφέρει στοιχειώδη ηλεκτρικά σήματα που προκαλούν και συντονίζουν ένα χτύπο της καρδιάς. Αυτά τα σήματα στέλνουν μέσα από τους ιστούς του οργανισμού, την "ηχώ" τους μέχρι το δέρμα. Εκεί μπορούν να εντοπιστούν από μεταλλικούς ανιχνευτές και να εμφανιστούν σε οθόνες σαν κυματοειδείς καμπύλες. Έτσι παίρνουμε το ηλεκτροκαρδιογράφημα (ECG). Εκτός όμως από τη λειτουργία της καρδιάς, ηλεκτρικά ερεθίσματα ρυθμίζουν τη λειτουργία των αισθητήριων οργάνων, του μυϊκού συστήματος αλλά και του εγκεφάλου. Μάλιστα με μια μέθοδο ανάλογη του ηλεκτροκαρδιογραφήματος μπορούμε να πάρουμε το ηλεκτροεγκεφαλογράφημα, το οποίο μας δίνει μια εικόνα της λειτουργίας του εγκεφάλου. Υπάρχουν πολλές άλλες εφαρμογές του ηλεκτρισμού στην Ιατρική, όπως ο τεχνητός βηματοδότης, ο οποίος καθορίζει το ρυθμό λειτουργίας της καρδιάς όταν ο φυσικός υποστεί βλάβη, τα νυστέρια με ακτίνες λέιζερ, ο αξονικός τομογράφος και πολλές άλλες, που αυξάνουν και βελτιώνονται καθημερινά. Ηλεκτροκαρδιογράφημα Συσκευή ηλεκτροκαρδιογραφήματος. Page: 4/63

5 Ο ηλεκτρισμός στις επικοινωνίες Η συμβολή του ηλεκτρισμού στην τηλεπικοινωνία, τόσο την ενσύρματη όσο και την ασύρματη ήταν καθοριστική. Μια πρώτη σημαντική εφαρμογή ήταν ο τηλέγραφος, ο οποίος ήταν ένα σύστημα αποστολής κωδικοποιημένων ηλεκτρικών παλμών από ένα μέρος σε κάποιο άλλο μέσω ενός απλού κυκλώματος με διακόπτη. Ο πατέρας του τηλέγραφου ήταν ο Σαμουήλ Μορς (Samuel Mors), ο οποίος και έδωσε το όνομα του στο αλφάβητο του γνωστού κώδικα με τις τελείες και τις παύλες, που χρησιμοποιούσε ο τηλέγραφος (Κώδικας Μορς). Αργότερα έγινε δυνατή η μετατροπή της φωνής σε ηλεκτρικά σήματα και η αποστολή της σε μακρινές αποστάσεις, μέσω του τηλεφώνου. Τέλος γύρω στο 1880 ο Χερτς (Heinrich Hertz) αξιοποιώντας τις εξισώσεις του Μάξγουελ καθιέρωσε την ασύρματη επικοινωνία μέσω των ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων, ανοίγοντας έτσι το δρόμο για την εποχή του ραδιοφώνου, της τηλεόρασης και των δορυφόρων. Φορητός τηλέγραφος τύπου ABC Ο τηλέγραφος της διπλανής φωτογραφίας κατασκευάστηκε το 1858 από τον Βρετανό Σερ Τσαρλς Ουίτστοουν. Κύριο χαρακτηριστικό του ήταν η ευκολία στη χρήση του. Για να στείλει ένα μήνυμα ο χειριστής έπρεπε απλώς να γυρίσει τη λαβή και να πατήσει τα κουμπιά. Page: 5/63

6 Αρχαίοι Χρόνοι Εξακόσια χρόνια π.χ ένας Έλληνας μαθηματικός, αστρονόμος και φιλόσοφος, ο Θαλής ο Μιλήσιος, έκανε μερικά από τα πρώτα επιστημονικά πειράματα. Σ' ένα από αυτά παρατήρησε ότι αν τρίψουμε κεχριμπάρι (δηλαδή απολιθωμένο ρετσίνι δέντρων) σε μετάξι ή μαλλί, αυτό παράγει σπινθήρες και αποκτά την ιδιότητα να έλκει μικρά κομμάτια χνούδι, άχυρο κ.λ.π. Την ίδια παρατήρηση με τον Θαλή έκανε και ο Αριστοτέλης, ενώ και οι δύο απέδωσαν αυτήν την ιδιότητα που έχει το κεχριμπάρι στην υπόθεση ότι ήταν έμψυχο. Ας σημειωθεί ότι ο όρος "ηλεκτρισμός" προέρχεται από τη λέξη "ήλεκτρο" που σημαίνει κεχριμπάρι. Θαλής ο Μιλήσιος Αρκετές ιστορικές αναφορές μας βεβαιώνουν οτι ο Θαλής ο Μιλήσιος ( π.χ) πραγματοποίησε απλά πειράματα γύρω από φυσικά φαινόμενα, που σήμερα κατατάσσονται στη σφαίρα του ηλεκτρισμού και του μαγνητισμού. Page: 6/63

7 William Gilbert Στην Αγγλία γύρω στο 1600 μ.χ ο Γουίλιαμ Γκίλμπερτ (William Gilbert), προσωπικός γιατρός της Βασίλισσας Ελισάβετ Α', ήταν ένας από τους πρώτους που διερεύνησαν τα ηλεκτρικά και μαγνητικά φαινόμενα, πολλά από τα οποία περιέγραψε στο βιβλίο του "De Magnete". Ο Γκίλμπερτ ήταν ο πρώτος που έκανε τη σωστή παρατήρηση ότι υπάρχουν δύο είδη ηλεκτρισμού, ενώ ακόμη εφεύρε το ηλεκτροσκόπιο και πρωτοχρησιμοποίησε τον όρο "ηλεκτρικός". William Gilbert Στον πίνακα αυτό του Arthur Hunt, ο Γκίλμπερτ εκτελεί ένα πείραμα στατικού ηλεκτρισμού παρουσία της Βασίλισσας Ελισάβετ. Ηλεκτροσκόπιο Το ηλεκτροσκόπιο είναι μια απλή συσκευή με την οποία ανιχνεύουμε αν ένα σώμα είναι ηλεκτρισμένο. Αποτελείται από μια φιάλη, η οποία στο εσωτερικό της έχει δύο λεπτά φύλλα χρυσού τα οποία μέσω μιας μεταλλικής ράβδου συνδέονται με έναν μεταλλικό δίσκο, ο οποίος βρίσκεται έξω από την φιάλη. Αν ακουμπήσουμε ένα ηλεκτρισμένο σώμα στο δίσκο, το ηλεκτρικό φορτίο θα περάσει, μέσω της ράβδου, από το σώμα στα δύο μεταλλικά φύλλα, τα οποία θα φορτιστούν ομώνυμα. Όμως τα ομώνυμα φορτία απωθούνται και έτσι τα δύο φύλλα απωθούνται και τελικά αποκλίνουν, δείχνοντας μας ποια σώματα είναι φορτισμένα και ποια όχι. Ηλεκτροσκόπιο Η πλαστική χτένα φορτίζεται όταν τρίβεται πάνω σε μαλλί. Μπορούμε να μετρήσουμε το φορτίο της, αν τη φέρουμε σε επαφή με ένα ηλεκτροσκόπιο φύλλων χρυσού και παρατηρήσουμε την απόκλιση των φύλλων από τη ράβδο. Η πρώτη ηλεκτροστατική μηχανή Page: 7/63

8 Η κατασκευή της πρώτης ηλεκτροστατικής μηχανής έγινε το 1672 από το Γερμανό Όττο Βαν Γκέρικε (Otto Van Guericke). Αυτή δεν ήταν τίποτε άλλο παρά μια μεγάλη σφαίρα από θειάφι, το οποίο έχει τις ίδιες ηλεκτρικές ιδιότητες με το κεχριμπάρι. Τρίβοντας με το χέρι τη σφαίρα, καθώς αυτή περιστρεφόταν, αποκτούσε ηλεκτρικό φορτίο. Η πρώτη γεννήτρια στατικού ηλεκτρισμού στην ιστορία ήταν γεγονός. Το πείραμα του Guericke Το πείραμα του Γκέρικε με τη μπάλα από θειάφι. Page: 8/63

9 Ηλεκτροστατικές γεννήτριες Ηλεκτροστατικές λέγονται οι γεννήτριες που παράγουν μόνο ηλεκτρικό φορτίο και όχι ηλεκτρικό ρεύμα. Δύο τυπικοί εκπρόσωποι των μηχανών αυτών είναι η Μηχανή Γουίμχερστ (Whimhurst) και η γεννήτρια Βαν Ντερ Γκράαφ (Van Der Graaf). Η Μηχανή Γουίμχερστ (Whimhurst), αποτελείται από δύο γυάλινους δίσκους, τοποθετημένους παράλληλα σε απόσταση λίγων χιλιοστών, οι οποίοι περιστρέφονται ανάστροφα. Κατά την περιστροφή και λόγω της κίνησης κάποιων μεταλλικών τμημάτων που είναι κολλημένα στους δίσκους, αλλά και εξαιτίας κάποιων μεταλλικών "χτενών" που βρίσκονται στην οριζόντια διάμετρο των δίσκων, τα "σκόρπια" φορτία πολλαπλασιάζονται. Τελικά, τα φορτία αυτά δημιουργούν ένα σπινθήρα ανάμεσα στις σφαίρες εκφόρτισης, μεταξύ των οποίων επιτυγχάνονται τάσεις μέχρι και Volt. Η μεγαλύτερη Μηχανή Γουίμχερστ που έχει κατασκευαστεί, είχε διάμετρο δίσκων 2,12m. Σήμερα τέτοιες μηχανές υπάρχουν μόνο για ιστορικούς λόγους. Μηχανή Γουίμχερστ Η μηχανή του Γουίμχερστ (1882) για την παραγωγή ηλεκτρικού φορτίου. Η γεννήτρια Βαν Ντερ Γκράαφ (Van Der Graaf) αντίθετα, χρησιμοποιείται, λόγω του τεράστιου φορτίου που συσσωρεύει, σε διάφορα εργαστήρια για την επιτάχυνση σωματιδίων. Μάλιστα λόγω των πολύ μεγάλων ποσών ενέργειας που προσλαμβάνουν, τα σωματίδια κινούνται τόσο γρήγορα, ώστε σε τέσσερα δευτερόλεπτα διανύουν διάστημα ίσο με την απόσταση Γης-Σελήνης. Στη γεννήτρια Βαν Ντερ Γκράαφ, πηγή του ηλεκτρικού φορτίου είναι μια μεταλλική χτένα που συνδέεται με την ηλεκτρική παροχή. Το φορτίο μεταφέρεται με έναν κινούμενο ιμάντα από τη χτένα στην εξωτερική επιφάνεια μιας μεταλλικής σφαίρας. Η στήλη πάνω στην οποία τοποθετούμε τη σφαίρα, εμποδίζει τη διαρροή του φορτίου. Μια γεννήτρια Βαν Ντερ Γκράαφ μπορεί να δημιουργήσει πολύ μεγάλη τάση, της τάξης του Volt. Page: 9/63

10 Αν βάλουμε κοντά δύο τέτοιες γεννήτριες, το συσσωρευμένο φορτίο της μιας μεταπηδά στη διπλανή, προκαλώντας γιγαντιαίους σπινθήρες που μοιάζουν με αστραπές. Γεννήτρια Van Der Graaf Σχηματικό διάγραμμα λειτουργίας της γεννήτριας Βαν Ντερ Γκράαφ Page: 10/63

11 Αγωγοί και μονωτές Η ιδέα ότι ο ηλεκτρισμός μπορεί να "ρέει" μέσα από διάφορα σώματα όπως ακριβώς το νερό μέσα σ' έναν σωλήνα μας είναι ιδιαίτερα οικεία σήμερα. Πρωτοδιατυπώθηκε όμως το 1729 από τον Στήβεν Γκρέυ (Stephen Grey) ο οποίος ταυτόχρονα διαχώρισε και έδωσε έναν κατάλογο των ηλεκτρικών και μη ηλεκτρικών σωμάτων. Αυτό δεν ήταν παρά μια διαίρεση των σωμάτων σε αγωγούς καί μονωτές. Μάλιστα, σε μια διάσημη επίδειξη ο Γκρέυ απέδειξε ότι το ανθρώπινο σώμα είναι καλός αγωγός του ηλεκτρισμού. Συγκεκριμένα κρέμασε ένα παιδί από μεταξένια νήματα και το συνέδεσε με στατικό ηλεκτρικό φορτίο. Το φορτίο πέρασε από το σώμα του παιδιού έτσι που αυτό μπορούσε να σηκώσει μικρά κομμάτια χαρτί από το έδαφος χωρίς να τα αγγίξει. Page: 11/63

12 Τα δύο είδη ηλεκτρισμού Ένας Γάλλος φυσικός, ο Ντυφέ (Francois de Gisternay Dufay), ανακοίνωσε το 1733 την ύπαρξη δυο τύπων ηλεκτρισμού. Ο ένας, που προερχόταν από το τρίψιμο γυαλιού ονομάστηκε "υαλώδης", ενώ ο άλλος που δημιουργόταν από το κεχριμπάρι "ρητινώδης". Παρατήρησε ακόμα ότι μεταξύ σωμάτων με το ίδιο είδος ηλεκτρισμού ασκούνται απωστικές δυνάμεις, ενώ μεταξύ σωμάτων με διαφορετικό είδος ηλεκτρισμού ελκτικές δυνάμεις. Τα δύο είδη ηλεκτρισμού Τα δύο είδη ηλεκτρισμού του Ντυφέ. Page: 12/63

13 Φιάλη του Leyden Ενώ στο παρελθόν είχαν βρεθεί τρόποι παραγωγής στατικού ηλεκτρισμού (τρίψιμο κεχριμπαριού αλλά και κάποιες πρώτες γεννήτριες), δεν είχε λυθεί ωστόσο το πρόβλημα της αποθήκευσης του ηλεκτρισμού. Αυτό λύθηκε το 1746 στο Πανεπιστήμιο Λέιντεν (Leyden) της Ολλανδίας, όταν εφευρέθηκε μια συσκευή που αποτελούσε τον πρώτο τύπο ηλεκτρικού πυκνωτή. Η συσκευή αυτή ήταν ένα γυάλινο δοχείο ντυμένο εσωτερικά με ένα μεταλλικό τοίχωμα. Το ηλεκτρικό φορτίο "κατεβαίνει" μέσω μιας μπρούτζινης αλυσίδας από το καπάκι στην μεταλλική επένδυση. Εκεί συσσωρεύεται αφού δεν μπορεί να διαρρεύσει, μια και το γυαλί είναι μονωτής. Η συσκευή παίρνοντας το όνομα του πανεπιστημίου βαφτίστηκε "Φιάλη του Λέιντεν". Πυκνωτής Η φιάλη του Leyden Τα διάφορα μέρη της φιάλης του Λέιντεν. Οι πυκνωτές είναι οι μόνες ηλεκτρικές διατάξεις (με εξαίρεση τις μπαταρίες), που αποθηκεύουν ηλεκτρικό φορτίο. Παρότι υπάρχουν πολλοί τύποι πυκνωτών, όλοι έχουν δύο αγώγιμες μεταλλικές πλάκες (οπλισμοί). Αυτές χωρίζονται με κάποιο μονωτικό υλικό (π.χ. χαρτί ή αέρα), το οποίο λέγεται διηλεκτρικό. Η χαρακτηριστική ιδιότητα του πυκνωτή είναι η χωρητικότητα, πόσο δηλαδή φορτίο μπορεί να αποθηκευθεί κάτω από μια συγκεκριμένη ηλεκτρική τάση. Η χωρητικότητα μετριέται σε Farad προς τιμή του Φαραντέι (Michael Faraday). Υπάρχουν πυκνωτές στους οποίους οι οπλισμοί είναι σταθεροί, άρα και η χωρητικότητα τους. Σε άλλους όμως, οι οπλισμοί είναι δυνατόν να μετακινηθούν, αλλάζοντας έτσι και την τιμή της χωρητικότητας. Οι τελευταίοι πυκνωτές λέγονται μεταβλητοί. Page: 13/63

14 Οι πυκνωτές είναι ζωτικής σημασίας εξαρτήματα πολλών ηλεκτρικών συσκευών, από τα πλυντήρια μέχρι τα στερεοφωνικά. Χρησιμοποιούνται τέλος και για τον διαχωρισμό του συνεχούς (d.c.) από το εναλλασσόμενο ρεύμα (a.c.). Μεταβλητός πυκνωτής Αλλαγή της χωρητικότητας ενός μεταβλητού πυκνωτή. Page: 14/63

15 Ηλεκτρικό φορτίο Ως το 1752 υπήρχε διαχωρισμός του ηλεκτρισμού σε δύο "είδη". Αυτά τα "είδη" έγιναν συγκεκριμένα από τον Βενιαμίν Φραγκλίνο (Benjamin Franklin), ο οποίος όρισε το "ηλεκτρικό φορτίο" ως ένα ιδιόρρυθμο είδος ρευστού που διαχέεται στα υλικά αντικείμενα και μπορεί να μεταπηδήσει από ένα σώμα σε άλλο προκαλώντας σπινθήρα. Τα δύο είδη φορτίου ονομάστηκαν αυθαίρετα θετικό (+) και αρνητικό (-). Επιπλέον, ο Φραγκλίνος με το περίφημο πείραμα του με τον χαρταετό, απέδειξε ότι οι κεραυνοί είναι γιγαντιαίοι ηλεκτρικοί σπινθήρες. Λίγους μήνες αργότερα κατασκεύασε ένα αλεξικέραυνο, μια σιδερένια δηλαδή ράβδο, προσαρμοσμένη στο πιο ψηλό σημείο ενός κτιρίου και γειωμένη με σύρμα. Όταν χτυπούσε το κτίριο κεραυνός, αυτός εκφορτιζόταν μέσω της ράβδου και του σύρματος στη γη χωρίς να προκαλεί ζημιές. Benjamin Franklin ( ) Ο Φραγκλίνος εκτός από φυσικός ήταν πολιτικός, διπλωμάτης και εφευρέτης. Διαδραμάτισε σημαντικό ρόλο κατά την περίοδο της Αμερικανικής Επανάστασης και είναι ένας από τους συντάκτες της Διακήρυξης της Ελευθερίας των ΗΠΑ. Ο Φραγκλίνος γεννήθηκε από φτωχή οικογένεια και αναγκάστηκε, παρότι είχε ιδιαίτερη έφεση στα γράμματα, να εγκαταλείψει το σχολείο και να ασχοληθεί με το εμπόριο. Έτσι απέκτησε τα οικονομικά μέσα που θα του επέτρεπαν να αποθανατίσει το όνομα του στην ιστορία των επιστημών. Εκτός από την πολύ σημαντική έρευνα του στα θέματα του ηλεκτρισμού, ασχολήθηκε και με φαινόμενα μετεωρολογίας, κλιματολογίας, μηχανικής και οπτικής. Όμως ο Φραγκλίνος ασχολήθηκε επιτυχώς και με την πολιτική. Ήταν μάλιστα ο πρώτος πρεσβευτής των ΗΠΑ στη Γαλλία και συνέβαλε στην κατάρτιση του πρώτου Αμερικανικού συντάγματος. Benjamin Franklin Ο Βενιαμίν Φραγκλίνος, Αμερικανός πολιτικός και διπλωμάτης. Page: 15/63

16 Το πείραμα του Franklin Στο πείραμα αυτό ο Φραγκλίνος έδεσε ένα κλειδί στο μεταξένιο νήμα ενός χαρταετού, τον οποίο πέταξε στη διάρκεια μιας καταιγίδας. Σύντομα διαπίστωσε ότι το μεταλλικό κλειδί είχε φορτιστεί ηλεκτρικά, μια και όταν πλησίασε σε αυτό το χέρι του, δημιουργήθηκαν σπινθήρες και ένιωσε ένα σοκ. Ο ηλεκτρισμός πέρασε από τα σύννεφα στο κλειδί μέσω του νήματος. Έτσι ο Φραγκλίνος απέδειξε ότι ο κεραυνός είναι μια ηλεκτρική εκκένωση μεταξύ του σύννεφου και του εδάφους. Το πείραμα του Φραγκλίνου Το πείραμα του Βενιαμίν Φραγκλίνου με τον χαρταετό (λιθογραφία). Page: 16/63

17 Ζωικός ηλεκτρισμός Το 1771 ένας Ιταλός ανατόμος, ο Λουίτζι Γκαλβάνι (Luigi Galvani), παρατήρησε τα εξής: Εκτελώντας ένα πείραμα με νεκρούς βατράχους, είδε ότι αν έφερνε σε επαφή τα νεύρα των μηρών με δύο διαφορετικά μέταλλα (π.χ. σίδηρο και χαλκό) ο μυς έκανε μία σύσπαση. Αυτή όμως είναι μία ιδιότητα μόνο των ζωντανών μυών. Ο Γκαλβάνι απέδωσε το φαινόμενο σε κάποιο είδος ηλεκτρισμού στο μυϊκό σύστημα, τον οποίο ονόμασε "ζωικό ηλεκτρισμό". Μάλιστα δεν ήταν λίγοι αυτοί που πίστεψαν πως είχε βρεθεί η λύση στο μεγάλο αίνιγμα της ζωής. Πολλοί επιστήμονες προσπαθούσαν να επαναφέρουν νεκρούς οργανισμούς στη ζωή, διοχετεύοντας τους ηλεκτρισμό. Από εδώ εμπνευσμένη, η συγγραφέας Μαίρη Σέλεϋ έγραψε το βιβλίο της "Φρανκενστάιν". Το πείραμα του Galvani Όταν ο Γκαλβάνι ακουμπούσε τη σιδερένια ράβδο στο νεύρο του αντίστοιχου μυ, αυτός έκανε μία σύσπαση. Page: 17/63

18 Ο νόμος του Coulomb Οι πρώτες ποσοτικές μελέτες ηλεκτρικών φαινομένων τοποθετούνται στο 1785, οπότε ο Κουλόμπ (Charles Augustin De Coulomb) μέτρησε τις ηλεκτρικές δυνάμεις με ένα πολύ ευαίσθητο δυναμόμετρο, το ζυγό στρέψης. Έτσι ο Κουλόμπ διατύπωσε τον περίφημο "νόμο του αντίστροφου τετραγώνου" που φέρει το όνομα του: "Η ελκτική και η απωστική δύναμη ανάμεσα σε δύο ηλεκτρικά φορτισμένα σώματα είναι ανάλογη του φορτίου τους και αντιστρόφως ανάλογη του τετραγώνου της απόστασης τους". Το όργανο του Coulomb Στο περίτεχνο όργανο του Κουλόμπ, που φαίνεται και στη φωτογραφία, η δύναμη που προκαλεί τη στροφή είναι η απωστική ηλεκτρική δύναμη μεταξύ δυο σφαιρών, μιας ακίνητης και μιας κινητής. Ο κανονικός ζυγός στρέψης μετρούσε το βάρος ελαφρών αντικειμένων, το οποίο προκαλούσε την στροφή ενός νήματος στο εσωτερικό του οργάνου. Page: 18/63

19 Μπαταρία Το 1800 ο Βόλτα (Alessandro Volta) ανέτρεψε τη θεωρία του Γκαλβάνι περί ζωικού ηλεκτρισμού και εξήγησε τα πειράματα του συμπατριώτη του, αποδεικνύοντας ότι ο ηλεκτρισμός μπορεί να παραχθεί από την επαφή δύο μετάλλων. Έτσι κατασκεύασε το "βολταϊκό στοιχείο". Αυτό ήταν μια συσκευή που είχε διαδοχικά στρώματα χαλκού, ψευδαργύρου και χαρτονιού βυθισμένα σε αλατισμένο νερό. Λόγω της χημικής αντίδρασης των δύο μετάλλων δημιουργείται μια μόνιμη ηλεκτρική πηγή. Το "βολταϊκό στοιχείο" ήταν μια πρώτη μορφή μπαταρίας και με αυτό έγινε η μετάβαση από τον ηλεκτρισμό των ακίνητων φορτίων (στατικός), σε αυτόν των κινούμενων (ηλεκτρικό ρεύμα). Alessandro Volta Ο Ιταλός φυσικός Αλέξανδρος Βόλτα ( ), ενώ πειραματίζεται με το βολταϊκό στοιχείο. Σε ηλεκτρικό ρεύμα μπορεί να μετατραπεί κάθε άλλη μορφή ενέργειας (θερμική, πυρηνική, αιολική κ.λ.π.). Για τη μετατροπή της χημικής ενέργειας σε ηλεκτρική, χρησιμοποιούνται τα "ηλεκτρικά στοιχεία" και οι "συσσωρευτές" ή "μπαταρίες". Το ηλεκτρικό στοιχείο είναι η θεμελιώδης συσκευή αποθήκευσης και διάθεσης ηλεκτρισμού. Αποτελείται από δύο πλάκες, φτιαγμένες από διαφορετικά μέταλλα και βυθισμένες σε ένα δοχείο με υγρό. Οι πλάκες (που πρέπει να είναι αγώγιμες) λέγονται ηλεκτρόδια, ενώ το υγρό είναι και αυτό αγώγιμο και λέγεται ηλεκτρολύτης. Τα δύο μέταλλα αντιδρούν χημικά με τον ηλεκτρολύτη και αν τα συνδέσουμε με κάποιον αγωγό θα έχουμε κυκλοφορία ηλεκτρικού ρεύματος. Ένα ή πολλά ηλεκτρικά στοιχεία στη σειρά, σχηματίζουν μία μπαταρία. Έτσι έχουμε τις υγρές μπαταρίες οι οποίες αποτελούνται από επαναφορτιζόμενα ηλεκτρικά στοιχεία και τις ξηρές μπαταρίες, οι οποίες έχουν μη επαναφορτιζόμενα. Οι υγρές μπαταρίες χρησιμοποιούνται κυρίως στα αυτοκίνητα και λέγονται έτσι επειδή ο ηλεκτρολύτης τους είναι υγρός. Σημαντική πρόοδος σημειώθηκε με το ξηρό στοιχείο, το οποίο αντί για υγρό ηλεκτρολύτη χρησιμοποιεί έναν κολλώδη πολτό. Οι μπαταρίες ξηρών στοιχείων χρησιμοποιούνται σήμερα στα ραδιόφωνα, στους φακούς κ.λ.π. Οι πιο πρόσφατες εξελίξεις έδωσαν τις αλκαλικές μπαταρίες και άλλες πηγές μακράς διάρκειας ζωής. Page: 19/63

20 Μπαταρία Υγρή μπαταρία με ζεύγη πλακών μολύβδου και οξειδίου του μολύβδου. Ο ηλεκτρολύτης είναι διάλυμα θειικού οξέως. Page: 20/63

21 Ο ηλεκτρισμός παράγει μαγνητισμό Η αλληλοσύνδεση του ηλεκτρισμού και του μαγνητισμού είναι ένα γεγονός που προώθησε την επιστημονική έρευνα και επέφερε σημαντικές αλλαγές στην καθημερινή μας ζωή. Σ' αυτόν οφείλονται ο ηλεκτροκινητήρας, ο ηλεκτρομαγνήτης, οι ασύρματες επικοινωνίες κ.λ.π. Τη συγγένεια των ηλεκτρικών και μαγνητικών δυνάμεων διαπίστωσε πρώτος ο Έρστεντ (Hans Christian Oersted). Αυτό έγινε τυχαία όταν, καθώς έδινε μια διάλεξη, συνέδεσε ένα σύρμα με τους πόλους μιας μπαταρίας. Προς μεγάλη του έκπληξη παρατήρησε ότι η βελόνα μιας πυξίδας που βρισκόταν κοντά στο σύρμα στράφηκε από την αρχική της θέση. Έτσι ο Δανός φυσικός συνειδητοποίησε ότι ο ηλεκτρισμός μπορούσε να παράγει μαγνητισμό. Τις παρατηρήσεις του Έρστεντ περιέγραψε και ερμήνευσε θεωρητικά ο Αμπέρ (Andre Mari Ampere). Hans Christian Oersted Ο Δανός φυσικός Χανς Κρίστιαν Έρστεντ. Page: 21/63

22 Ο νόμος του Ohm Γύρω στα 1825 ο Γεώργιος Ωμ (Georg Simon Ohm) απέδειξε ότι όλα τα υλικά σώματα, ακόμη και τα καλύτερα μέταλλα, εμφανίζουν αντίσταση στο ηλεκτρικό ρεύμα. Αυτή η αντίσταση μεγαλώνει όσο αυξάνει το μήκος ή η διατομή του αγωγού, τον οποίο διαρρέει το ρεύμα. Ο Ωμ διατύπωσε μια σχέση που συνδέει την τάση του ρεύματος, την ένταση και την αντίσταση ενός κυκλώματος, που είναι γνωστή ως "Νόμος του Ωμ". Georg Simon Ohm Ο Γεώργιος Ώμ ( ). Page: 22/63

23 Ο μαγνητισμός παράγει ηλεκτρισμό Πολύ σημαντική για την ιστορία του ηλεκτρισμού ήταν η συμβολή του Φαραντέι, ο οποίος το 1831 παρατήρησε ότι αν ένας κλειστός αγωγός κινηθεί κοντά σε έναν μαγνήτη, τότε στον αγωγό αναπτύσσεται ηλεκτρικό ρεύμα. Το φαινόμενο αυτό ονομάστηκε "ηλεκτρομαγνητική επαγωγή" και ουσιαστικά με αυτό ο Φαραντέι βρήκε ότι ο μαγνητισμός μπορεί να παράγει ηλεκτρισμό. Η πειραματική τεκμηρίωση αυτής της υπόθεσης έγινε με τον γνωστό "Δακτύλιο του Φαραντέι" με τα δύο ηλεκτρικά ανεξάρτητα πηνία, που ήταν ο πρώτος μετασχηματιστής. Η παρατήρηση αυτή εφαρμόστηκε από τον ίδιο και από άλλους για παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας από μηχανική μέσω μηχανών που αρχικά ονομάστηκαν μαγνητοηλεκτρικές και εξέλιξη τους είναι οι γνωστές σε μας γεννήτριες και τα δυναμό. Επίσης ο Φαραντέι είχε κατασκευάσει λίγο παλαιότερα και ένα πρώτο μοντέλο ηλεκτροκινητήρα. Η πρώτη γεννήτρια του Faraday Η πρώτη γεννήτρια του Φαραντέι. Όταν ο χάλκινος δίσκος περιστρέφεται μέσα στο μαγνητικό πεδίο του ηλεκτρομαγνήτη, δημιουργείται ηλεκτρική τάση και ο δίσκος μπορεί αν συνδεθεί με εναν αγωγό, να μας δώσει ηλεκτρικό ρεύμα. Michael Faraday ( ) Ο Φαραντέι γεννήθηκε στην Αγγλία και ήταν χημικός και φυσικός. Μάλιστα θεωρείται ο μεγαλύτερος πειραματικός φυσικός όλων των εποχών. Ο Φαραντέι ήταν ένας από τους θεμελιωτές των σύγχρονων αντιλήψεων για το ηλεκτρομαγνητικό πεδίο. Πρώτος αυτός χρησιμοποίησε τις δυναμικές γραμμές για την περιγραφή ενός πεδίου δυνάμεων. Απέδειξε ακόμη την "Αρχή Διατήρησης του Φορτίου" και τέλος δημιούργησε τον γνωστό "Κλωβό του Φαραντέι", ο οποίος στηρίζεται στο γεγονός, ότι οι καλοί αγωγοί σχηματίζουν στο εσωτερικό τους "ασπίδα" έναντι των ηλεκτρικών αλληλεπιδράσεων. Δεν ασχολήθηκε μόνο με το πεδίο της Φυσικής. Σημαντικές ερευνητικές επιτυχίες είχε και στη Χημεία. Page: 23/63

24 Κατάφερε να υγροποιήσει το Χλώριο και άλλα αέρια, να παράγει βενζόλιο και να δημιουργήσει για πρώτη φορά στο εργαστήριο θερμοκρασία μικρότερη των (-15) βαθμών Κελσίου. Ο Φαραντέι, αν και αυτοδίδακτος και χωρίς σοβαρό μαθηματικό υπόβαθρο -μια και σταμάτησε για οικονομικούς λόγους το σχολείο- "κατέρριψε" την παραδοσιακή φυσική. Προς τιμή του καθιερώθηκε η "Σταθερά του Φαραντέι". Michael Faraday Μάικλ Φαραντέι. Άγγλος φυσικός και χημικός. Ελαιογραφία του T. Phillips (Λονδίνο, National Portrait Gallery). Page: 24/63

25 Ο νόμος του Joule Είναι γνωστό, ότι όταν ένας αγωγός διαρρέεται από ρεύμα, τότε θερμαίνεται. Αυτή η παρατήρηση ερευνήθηκε ποσοτικά από τον Άγγλο φυσικό Τζέημς Τζάουλ (James Prescott Joule) το Αυτός βύθισε σε νερό ένα σύρμα που διαρρεόταν από ηλεκτρικό ρεύμα και με ένα θερμόμετρο μέτρησε την ανύψωση της θερμοκρασίας του νερού λόγω της θέρμανσης του αγωγού. Έτσι διατύπωσε τον σχετικό νόμο, ο οποίος πήρε το όνομα του και λέει ότι: "η θερμότητα που απελευθερώνεται από τον αγωγό είναι ανάλογη της αντίστασης του, του τετραγώνου της έντασης του ρεύματος που τον διαρρέει και βέβαια του χρονικού διαστήματος που αυτός διαρρέεται από ρεύμα". Επίσης ο Τζάουλ είπε ότι είναι δυνατή και η αντίστροφη μετατροπή, δηλαδή η θερμότητα να μας δώσει ηλεκτρισμό. Σήμερα ξέρουμε ότι είχε δίκιο και στην παρατήρηση του αυτή στηρίζεται το θερμοηλεκτρικό φαινόμενο. Τα συμπεράσματα της έρευνας του Τζάουλ ήταν η βάση της "Αρχής διατήρησης της ενέργειας", η οποία διατυπώθηκε πολύ αργότερα. James Prescott Joule Ο Άγγλος φυσικός Τζέημς Τζάουλ Page: 25/63

26 Γενική θεωρία ηλεκτρομαγνητισμού Το 1867 ένας πολύ σημαντικός θεωρητικός φυσικός, ο Τζέημς Μάξγουελ (James Clerk Maxwell) έκανε μια σπουδαία τομή στην κατανόηση του ηλεκτρομαγνητισμού. Συνόψισε όλα τα γνωστά ηλεκτρομαγνητικά φαινόμενα σε τέσσερις μόνο μαθηματικές εξισώσεις. Απ' αυτές προέκυπτε ότι η ταλάντωση ενός ηλεκτρικού φορτίου έχει ως αποτέλεσμα την εκπομπή ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων και ότι τα κύματα αυτά διαδίδονται στο χώρο με την ταχύτητα του φωτός. Αυτό τον οδήγησε να συμπεράνει -σωστά όπως αποδείχθηκε αργότερα- ότι το φως δεν είναι παρά μια από τις πολλές μορφές των ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων. Οι εξισώσεις του Maxwell Οι τέσσερεις βασικές εξισώσεις του ηλεκτρομαγνητισμού, γνωστές και σαν εξισώσεις του Μάξγουελ. James Clerk Maxwell ( ) Ο Μάξγουελ γεννήθηκε το 1831 στο Εδιμβούργο της Σκωτίας. Ήταν γιος ευγενή και έτσι του δόθηκε η δυνατότητα να φοιτήσει αρχικά στην Ακαδημία του Εδιμβούργου και έπειτα στο πανεπιστήμιο του Εδιμβούργου και σε δύο κολέγια του Καίμπριτζ. Εργάστηκε δέκα περίπου χρόνια ως καθηγητής πανεπιστημίου, τον περισσότερο όμως χρόνο του τον αφιέρωσε στις επιστημονικές του μελέτες πάνω στον ηλεκτρομαγνητισμό. Τεράστια υπήρξε η συνεισφορά του Μάξγουελ σε όλα σχεδόν τα πεδία της φυσικής: στην οπτική, στη θεωρία της ελαστικότητας, στη θερμοδυναμική, στην κινητική θεωρία των αερίων, ακόμα και στην αστρονομία. Μάλιστα την πρώτη του επιστημονική εργασία τη δημοσίευσε σε ηλικία μόλις δεκαπέντε ετών! Στην κινητική θεωρία των αερίων σημαντικότατη είναι μια καμπύλη κατανομής ταχυτήτων που πρότεινε με ένα Γερμανό συνάδελφο του (Καμπύλη Maxwell-Boltzmann). Ωστόσο, το έργο του στον ηλεκτρομαγνητισμό ήταν αυτό που άνοιξε μια νέα εποχή στην επιστήμη, μια και αποτελεί τον συνδετικό κρίκο μεταξύ της φιλοσοφίας του Νεύτωνα και της θεωρίας του Αϊνστάιν. Προς τιμή του Μάξγουελ η ηλεκτρομαγνητική μονάδα μαγνητικής ροής ονομάστηκε "μονάδα Maxwell" (1Μα). Page: 26/63

27 James Clerk Maxwell Ο Σκωτσέζος θεωρητικός φυσικός Τζέημς Μάξγουελ. Page: 27/63

28 Εναλλασσόμενο ρεύμα Το ηλεκτρικό ρεύμα μπορεί να έχει σταθερή διεύθυνση, οπότε λέγεται συνεχές (DC), ή η διεύθυνση του να αντιστρέφεται συνεχώς, οπότε λέγεται εναλλασσόμενο (AC). Ένας Σέρβος φυσικός που μετανάστευσε στις ΗΠΑ, ο Τέσλα (Nikola Tesla) ήταν αυτός που απέδειξε την αξία του εναλλασσόμενου ρεύματος (σε πείσμα μάλιστα του δασκάλου του Thomas Edison, που ήταν υπέρμαχος του συνεχούς ρεύματος). Ο Τέσλα σχεδίασε το μεγάλο σύστημα παραγωγής εναλλασσόμενου ρεύματος στους καταρράκτες του Νιαγάρα, το οποίο όταν το 1895 άρχισε να λειτουργεί, παρήγαγε τόση ισχύ, όση όλοι οι άλλοι σταθμοί συνεχούς ρεύματος στις ΗΠΑ μαζί. Επίσης ο Τέσλα κατασκεύασε μια άλλη μορφή ηλεκτροκινητήρα, που λειτουργούσε με εναλλασσόμενο ρεύμα και ονομάστηκε επαγωγικός κινητήρας. Εναλλασσόμενο ρεύμα Γεννήτριες συνεχούς και εναλλασσόμενου ρεύματος. Page: 28/63

29 Nikola Tesla Οι περισσότεροι στη σημερινή εποχή γνωρίζουν τον όρο Tesla από την ομώνυμη μονάδα του μαγνητικού πεδίου. Στην πραγματικότητα η μονάδα μέτρησης ονομάστηκε έτσι προς τιμή του μεγάλου Σερβοαμερικάνου εφευρέτη επιστήμονα, που από πολλούς ως μία παρεξηγημένη ιδιοφυία. Η ζωή του Γεννήθηκε στις 10 Ιουλίου 1856 στην πόλη Σμίλιαν (τότε Αυστρία, σήμερα Κροατία). Πατέρας του ήταν ο Μιλιούτιν, ένας ορθόδοξος ιερέας και μητέρα του η Μάντιτς, χωρίς μόρφωση, αλλά υψηλής ευφυΐας άνθρωπος. Από τον πατέρα του ο Tesla έλεγε ότι κληρονόμησε τη θεωρητική και φιλοσοφική φύση και από τη μητέρα του την πρακτική σκέψη και την ισχυρή μνήμη. Στα 19 του χρόνια μπήκε στο Πολυτεχνείο του Graaz για να σπουδάσει ηλεκτρολόγος μηχανικός, αν και αρχικά η οικογένειά του τον προόριζε για εκκλησιαστικές ή στρατιωτικές σπουδές. Ως φοιτητής στο πολυτεχνείο διαφώνησε με τους καθηγητές του και έγινε αντικείμενο χλευασμού, όταν απέρριπτε τις γνωστές τεχνικές για τη λειτουργία των ηλεκτρικών μηχανών. Το μοναδικό σύστημα την εποχή εκείνη ήταν το συνεχές ρεύμα και οι ηλεκτρικές μηχανές έπρεπε να παράγουν περιστροφή από ένα ρεύμα σταθερής πολικότητας. Αυτό γινόταν (και γίνεται σήμερα) με ένα πολύπλοκο σύστημα μεταγωγών και επαφών. Ο Tesla ήταν από τότε σίγουρος ότι η μέθοδος αυτή ήταν λανθασμένη και ότι σίγουρα υπήρχε κάποιος πιο φυσικός τρόπος. Το 1879 αποφοίτησε από το Graaz και εργάσθηκε σε μερικές εταιρείες εφαρμόζοντας βελτιώσεις σε διάφορες συσκευές. Την εποχή εκείνη κατάφερε τελικά να συλλάβει στο μυαλό του την εικόνα του εναλλασσομένου ρεύματος και της ηλεκτρικής μηχανής που θα το παρήγαγε. Έφυγε για το Παρίσι και γρήγορα, το 1884 ξεκινά για την Αμερική. Είχε μαζί του τις συστατικές επιστολές που τον παρουσιάζουν εξαίσιο μηχανικό, ισάξιο μόνο του Edison, και τα σχέδια της καινούριας του μηχανής. Στην Αμερική επισκέπτεται τον Edison και προσλαμβάνεται στα εργαστήριά του. Σε λίγο όμως καιρό διαφώνησε με τον Edison γιατί εκείνος απέρριπτε πεισματικά την ανακάλυψη του Tesla για το εναλλασσόμενο ρεύμα. Εργάστηκε σε διάφορες δουλειές, ώσπου να ξεκινήσει το εργαστήριό του στη Ν. Υόρκη. Συνάντησε τον George Westinghouse, έναν επιχειρηματία της ηλεκτρικής βιομηχανίας, που τον υποστήριξε και τον εμπιστεύτηκε. Τελικά το εναλλασσόμενο σύστημα του Tesla κέρδισε στο διαγωνισμό για την κατασκευή του πρώτου υδροηλεκτρικού σταθμού των ΗΠΑ στο Νιαγάρα και ο Tesla απέκτησε μεγάλη φήμη. Κέρδιζε μεγάλα ποσά και ζούσε ακριβή ζωή. Γρήγορα έφυγε από τη Ν. Υόρκη για το Colorado Springs, όπου έχτισε το εργαστήριό του σε ένα χώρο που διάλεξε για τις κλιματολογικές συνθήκες. Σε μια έκταση περιφραγμένη με υψηλό φράκτη και Page: 29/63

30 πινακίδες που απαγόρευαν την είσοδο προειδοποιώντας για "μεγάλο κίνδυνο" υπήρχαν τεράστιοι πύργοι, υπόστεγα και περίεργες κεραίες. Άρχισε να δουλεύει στο παντοτινό του όνειρο, την ασύρματη μετάδοση ηλεκτρικής ενέργειας σε όλο τον πλανήτη και εκεί πραγματοποίησε τις περισσότερες εφευρέσεις του. Κατάφερε την πρώτη ασύρματη μετάδοση μηνύματος, δεν ήταν στόχος του αυτός. Σκόπευε στη μετάδοση ενέργειας, όχι απλά μηνυμάτων. Και όταν ο Marconi ανακοίνωσε την εφεύρεση του ασυρμάτου, δεν ήταν παρά μια αντιγραφή των ευρεσιτεχνιών του Tesla. Το 1912 του προτάθηκε το βραβείο Nobel για τις εργασίες του, αλλά το αρνήθηκε γιατί πίστευε ότι είχε έρθει πολύ αργά. Ο Nikola Tesla πέθανε στις 7 Ιανουαρίου 1943 στο δωμάτιο ενός ξενοδοχείου στη Ν.Υόρκη, μόνος, φτωχός και σίγουρα ξεχασμένος. Φυλούσε κλειδωμένες τις σημειώσεις του, που οι φήμες λένε ότι κατέληξαν στα χέρια μυστικών υπηρεσιών μετά το θάνατό του. Λίγες προσπάθειες έγιναν για την αποκατάσταση της φήμης του, αλλά παραμένει άγνωστος σε ευρείς κύκλους. Μεγάλα επιστημονικά ιδρύματα αρνούνται ακόμα και σήμερα να τον αναφέρουν στην ιστορία της επιστήμης. Η προσωπικότητα του Ο Τέσλα ήταν πολύ περίεργος άνθρωπος. Έπασχε από μικροβιοφοβία για αυτό και φορούσε πάντα γάντια. Είχε πάρα πολύ λίγους φίλους (ανάμεσα τους και ο Mark Twain) αλλά δεν φαίνεται να είχε και πολύ καλές σχέσεις με τους υπόλοιπους ανθρώπους. Δούλευε 20 ώρες την ημέρα! Τις λίγες ώρες που δεν εργαζόταν, τις περνούσε στο δωμάτιό του. Λάτρης της τυπικότητας, φορούσε επίσημο ένδυμα όταν επρόκειτο να ξεκινήσει κάποιο σημαντικό πείραμα. Στο γραφείο του είχε πάντα τα παντζούρια κλειστά. Μόνο κατά τη διάρκεια καταιγίδων τα άνοιγε και καθισμένος στην πολυθρόνα του θαύμαζε αστραπές και κεραυνούς σαν μικρό παιδί. Συνήθιζε να καλεί προσωπικότητες στις διαλέξεις του και να τους εντυπωσιάζει με φαντασμαγορικά πειράματα ηλεκτρισμού. Έγχρωμες ηλεκτρικές φλόγες που φώτιζαν το χώρο, κεραυνοί, ηλεκτρικό ρεύμα υψηλής τάσης που περνούσε από το σώμα του χωρίς κίνδυνο και άλλες εντυπωσιακές επιδείξεις. Ποτέ δεν επαναλάμβανε δημόσια το ίδιο πείραμά του. Επεδίωκε να μην θέλει να τον συγκρίνουν με τους άλλους κοινούς επιστήμονες. Αυτός ήταν ένας Εξερευνητής, ανακάλυπτε τα μυστικά της φύσης και δεν θεωρούσε τον εαυτό του ως έναν απλό εφευρέτη. Ερευνούσε νέες και πανίσχυρες δυνάμεις, ικανές να αλλάξουν τη ζωή στη γη, όπως ισχυριζόταν. Αρνιόταν να σχολιάσει ή να εξηγήσει τις εργασίες του. Ούτε καν δημοσίευε τα αποτελέσματα των ερευνών, αλλά ούτε καν κρατούσε σημειώσεις για τα πειράματά του. Ακόμα και αν μια εργασία διαρκούσε χρόνια κρατούσε όλες τις λεπτομέρειες στη μνήμη του. Γενικότερα, ήταν ένας πολύ μυστηριώδης και εκκεντρικός άνθρωπος για αυτό και έχουν δημιουργηθεί πολύ θρύλοι γύρω από αυτόν και τις εφευρέσεις του. Page: 30/63

31 ΟΙ ΜΕΓΑΛΥΤΕΡΕΣ ΑΝΑΚΑΛΥΨΕΙΣ ΤΟΥ 1. Το εναλλασσόμενο ρεύμα 2. Συσκευές που λειτουργούν με εναλλασσόμενο ρεύμα 3. Ο μετασχηματιστής Tesla 4. H τηλεκατεύθυνση 5. Η ασύρματη μετάδοση ενέργειας 6. Το ραδιόφωνο 7. Η τουρμπίνα Tesla Και φυσικά είχε κατασκευάσει υπερβολικά πολλές μηχανές πράγμα που αποδεικνύουν τα εκατοντάδες διπλώματα ευρεσιτεχνίας που κατείχε, και δίκαια τον κατατάσσουν ως έναν από τους κορυφαίους εφευρέτες του 20ου αιώνα ασχέτως εάν πολλοί δεν τον αποδέχονται. Νίκολα Τέσλα: Η Βιογραφία μιας Παράξενης Μεγαλοφυΐας του Γιώργου Στάμκου 18/3/2005 "Ο Νίκολα Τέσλα παραμένει ο μύθος, το κεντρικό σημείο, το αρχέτυπο όλων των επιστημόνων του 20 ου αιώνα." Gerry Vassilatos, Lost Science Αυτή είναι η ιστορία ενός ανθρώπου που άλλαξε το πρόσωπου του πλανήτη μας, βελτιώνοντας τις συνθήκες ζωής δισεκατομμυρίων ανθρώπων. Είναι η ιστορία ενός σύγχρονου Προμηθέα, που έκλεψε το μυστικό του φωτός από τη Φύση και το χάρισε στην ανθρωπότητα. Ενός οραματιστή κι ανθρωπιστή επιστήμονα, που εξερεύνησε νέα και άγνωστα πεδία γνώσης, ήρθε σε ρήξη με το κατεστημένο της εποχής του και τόλμησε ν αγγίξει τα άστρα. Η ζωή του ξεκίνησε τα μεσάνυχτα της 9 ης Ιουλίου του 1856 σ ένα μικρό χωριό της Λίκα, μια περιοχή που ανήκει σήμερα στην Κροατία. Την εποχή εκείνη όμως τόσο η Λίκα, όσο και η Σλαβονία, μαζί με τη Βοϊβοντίνα και το Βανάτο, αποτελούσαν τμήματα της λεγόμενης Vojna Krajina, δηλαδή της παραμεθόριας στρατιωτικής περιοχής της Αυστροουγγρικής Αυτοκρατορίας, που ήταν αυτόνομη και κατοικούνταν κυρίως από Σέρβους πρόσφυγες από διάφορες περιοχές της κατεχόμενης από τους Οθωμανούς Σερβίας. Η σέρβικη Κράινα ήταν τότε μια ζωντανή και παλλόμενη ασπίδα, που προστάτευε την Αψβουργική Αυτοκρατορία από τις οθωμανικές επιδρομές και, κατ επέκταση, την Ευρώπη από την εξάπλωση του Ισλάμ. Το όνομα του χωριού ήταν Σμίλιαν και το όνομα του νεογέννητου αγοριού ήταν Νίκολα Τέσλα. Γεννήθηκε ως Σέρβος υπήκοος της Αυστροουγγρικής Αυτοκρατορίας, της πιο πολυεθνικής αυτοκρατορίας που γνώρισε ποτέ η Ευρώπη. Η επίδραση του νεκρού αδερφού Την ίδια χρονιά που γεννήθηκε ο Τέσλα γεννήθηκαν και ο Σίγκμουντ Φρόιντ, ο Όσκαρ Ουάιλντ και ο Μπέρναρντ Σο. Την ίδια χρονιά οι Burton και Speke ανακάλυψαν τις πηγές του Νείλου και τελείωσε ο Κριμαϊκός Πόλεμος. Ελάχιστα όμως από αυτά τα γεγονότα έφτασαν στ αυτιά του πατέρα του Τέσλα, του Μιλούτιν, που ήταν ο Σέρβος ορθόδοξος ιερέας του χωριού ή της μητέρας του Τζούκα Μάντιτς, που ήταν μια αγράμματη, αλλά ταλαντούχα αγρότισσα, προικισμένη το χάρισμα να μαθαίνει εύκολα ξένες γλώσσες. Η οικογένεια Τέσλα είχε πέντε παιδιά και από τον πρώτο χρόνο της ζωής του ο Νίκολα ζούσε κάτω από τη σκιά του μεγαλύτερου αδελφού Ντάνε (Dane). Ο Ντάνε, επτά χρόνια μεγαλύτερος από τον Τέσλα, ήταν προικισμένος μ ένα μεγάλο χάρισμα: τη μεγαλοφυΐα. Σκοτώθηκε όμως το 1863 πέφτοντας από ένα άλογο. Ήταν ένα αραβικό άτι με ευφυΐα σχεδόν ανθρώπινη. Τον προηγούμενο χειμώνα είχε ρίξει κάτω τον πατέρα Μιλούτιν, όταν μέσα στο δάσος τους επιτέθηκε μια αγέλη λύκων. Ο Μιλούτιν βρέθηκε λιπόθυμος στο έδαφος και το άλογο έτρεξε στο σπίτι κι επέστρεψε φέρνοντας βοήθεια. Έτσι ο Μιλούτιν σώθηκε. Όχι όμως και ο Ντάνε, που πέφτοντας από το ατίθασο άλογο τραυματίστηκε θανάσιμα. Η οικογένεια Τέσλα ποτέ της δεν συνήλθε από τον ξαφνικό χαμό του Ντάνε: «Ο πρόωρος θάνατος του Ντάνε άφησε τους γονείς μου απαρηγόρητους Η ανάμνηση των δικών του κατορθωμάτων έκανε κάθε προσπάθεια μου να φαίνεται αδιάφορη και εκτός συναγωνισμού. Οτιδήποτε και να κατάφερναν είχε κάποια αξία μόνον όταν Page: 31/63

32 έκανε τους γονείς μου να αισθάνονται την απώλεια του Ντάνε λιγότερο έντονη. Έτσι, μεγάλωσα με λίγη εμπιστοσύνη στον εαυτό μου» (Νίκολα Τέσλα, My Inventions). Ο Νίκολα μεγάλωσε με την επιθυμία να ξεπεράσει τη μεγαλοφυΐα του νεκρού αδελφού του. Κάτω από αυτό το αβάσταχτο βάρος ο Νίκολα έγινε ένα πολύ ευαίσθητο παιδί. Ένα άλλο παιδί ιερέα, ο Βίνσεντ Βαν Γκονγκ, μεγάλωσε κι αυτός στη σκιά ενός νεκρού αδελφού, που είχε το ίδιο μ αυτόν όνομα και προοριζόταν για «μεγάλα πράγματα». Ο νεκρός αδελφός έγινε έμμονη ιδέα στη ζωή του Βαν Γκονγκ, επηρεάζοντας το καλλιτεχνικό του έργο. Αλλά και ο Σαλβαντόρ Νταλί είχε έναν νεκρό αδελφό με το ίδιο όνομα, που πέθανε πριν ο Νταλί γεννηθεί: «Εκείνος είχε την αλάνθαστη μορφή μιας μεγαλοφυΐας... Εγώ, από την άλλη, ήμουν λιγότερο μεγαλοφυής αλλά απεικόνιζα τα πάντα...». Ο Νταλί πίστευε πως, αφού βαπτίσθηκε με το όνομα του νεκρού του αδελφού, έγινε ο «σωτήρας» της σύγχρονης ζωγραφικής. Τέλος και ο γνωστός συγγραφέας επιστημονικής φαντασίας Φίλιπ Κ. Ντικ ( ) είχε μια δίδυμη αδερφή, που πέθανε λίγο μετά τη γέννησή της. Ο Ντικ είχε σε όλη του τη ζωή ενοχές σχετικά με τον ξαφνικό θάνατο της αδελφής του, πράγμα που τον οδήγησε σε μια άκρως δημιουργική, αλλά ταυτόχρονα ταραχώδη και αυτοκαταστροφική ζωή. Αναρωτιότανε συχνά για το τι θα γινόταν στην περίπτωση που εκείνος πέθαινε στη θέση της αδερφής του και αυτή η σκέψη τον οδήγησε σε εμμονές σχετικά με τη μη πραγματική φύση της πραγματικότητας. Κτίζοντας έναν ισχυρό χαρακτήρα Ο Νίκολα ήταν ένα λεπτό και φιλάσθενο αγόρι, πράγμα που ανησύχησε πολύ τους γονείς του. Η μεγαλύτερη αγάπη του ήταν η Φύση και αρέσκονταν να περιδιαβαίνει με τις ώρες στην ύπαιθρο και να φαντάζεται τρόπους άντλησης ενέργειας από τον άνεμο ή από την ακατάπαυστη κίνηση των ποταμών. Από παιδί ακόμη ο Τέσλα έβλεπε εφιάλτες ειδικά μετά το θάνατο του Ντάνε και οράματα, ενώ είχε ακόμη και εξωσωματικές εμπειρίες, κατά τη διάρκεια των οποίων επισκεπτόταν άγνωστους τόπους και πόλεις, συναντούσε ανθρώπους και γινόταν φίλος τους Από την πρώιμη παιδική του ηλικία ο Νίκολα επέδειξε μια ιδιοφυΐα και μια εφευρετικότητα, που τον έκανε να ξεχωρίζει. Σε ηλικία μόλις τεσσάρων ετών οραματίστηκε τρόπους άντλησης ενέργειας από έναν μικρό καταρράκτη, που βρίσκονταν κοντά στο σπίτι του. Σχεδίασε έναν τροχό που γύριζε γύρω από έναν άξονα, που ήταν δεμένος σε μια διχαλωτή βέργα. Με πολύ χαρά ο μικρός Νίκολα έβλεπε τον τροχό να γυρίζει ασταμάτητα από τη δύναμη του νερού. Μπορούσε να τον παρατηρεί για ώρες, κάνοντας σχέδια για τη δημιουργία ενός μεγαλύτερου τροχού. Λίγα χρόνια αργότερα, όταν είδε για πρώτη φορά μια φωτογραφία από τους καταρράκτες του Νιαγάρα, είπε στον πατέρα του: «Μια μέρα θα ήθελα να τους τιθασεύσω». Και κάποια μέρα, αρκετά χρόνια αργότερα, η επιθυμία του έγινε όντως πραγματικότητα Ο Τέσλα ήταν ένα πολύ αδύναμο αγόρι, με εύθραυστη υγεία. Από μικρός ήταν ένας άπληστος αναγνώστης, που καταβρόχθιζε σχεδόν κάθε βιβλίο που έπεφτε στα χέρια του. Τα ενδιαφέροντα του δεν περιορίζονταν μόνο στην επιστήμη. Διάβαζε ιστορία, φιλοσοφία, λογοτεχνία και μέχρι να τελειώσει τη μέση εκπαίδευση του, το 1873, ήξερε να διαβάζει, εκτός από τη μητρική του γλώσσα, στα γερμανικά, στα γαλλικά και στα αγγλικά. Κάτω από την επίδραση του πατέρα του ο Τέσλα έγραφε ποίηση, αλλά ουδέποτε τα ποιήματα του είδαν το φως της δημοσιότητας. Στη διάρκεια της εφηβικής του ηλικίας ο Τέσλα άρχισε να σφυρηλατεί έναν δυνατό χαρακτήρα, να ελέγχει τα συναισθήματα και τα πάθη του και να αποφεύγει τις στενές μορφές ανθρώπινης επαφής. Σταδιακά άρχισε να οικοδομεί ένα καθαρό πνεύμα, με διανοητική διαύγεια, με πλούτο γνώσεων, με ηθικές αρχές καθώς και με αυξημένες ικανότητες διαίσθησης. Πήγαινε στο λύκειο του Κάρλοβατς (τότε ονομάζονταν στα γερμανικά Carlstadt) όταν είδε για πρώτη φορά μια επίδειξη ηλεκτρισμού. Ο Τέσλα έμεινε έκθαμπος μπροστά σ αυτό το εκπληκτικό φαινόμενο. Εκείνη τη στιγμή αποφάσισε να αφιερώσει τη ζωή του στη μελέτη της φυσικής του ηλεκτρισμού και να ανακαλύψει όλα τα μυστικά του. Και κράτησε την υπόσχεση του. Ενθουσιάστηκε τόσο πολύ με τη νέα επιστήμη του ηλεκτρισμού, ώστε αποφάσισε να μάθει αγγλικά για να μπορεί να διαβάζει τα γραπτά του πρωτοπόρου Αμερικανού εφευρέτη Τόμας Άλβα Έντισον! Παρά τις αρχικές αντιρρήσεις του πατέρα του, που τον ήθελε να γίνει ιερέας ή στρατιωτικός, ο Τέσλα γράφτηκε στο Πολυτεχνικό Ινστιτούτο του Γκρατς της Αυστρίας κι έγινε αμέσως ένας αφοσιωμένος σπουδαστής. Σύντομα όμως η χαρτοπαιξία έγινε το αγαπημένο του παιχνίδι. Ο Τέσλα δεν άργησε να μεταμορφωθεί σε μανιακό χαρτοπαίκτη. Υπήρχαν περιπτώσεις που έπαιζε συνεχώς από την Παρασκευή το βράδυ μέχρι τη Δευτέρα το πρωί! Ο Τέσλα έπαιζε μόνο και μόνο για διασκέδαση και δεν τον ένοιαζε αν κέρδιζε ή έχανε. Η φωτογραφική του μνήμη ήταν αρκετή για να του υπενθυμίζει πόσα ακριβώς έχανε, ώστε να σταματά. Μια φορά όμως, που η μνήμη του τον πρόδωσε, έχασε όλα του τα χρήματα, μαζί μ εκείνα της υποτροφίας του. Αλλά αυτό απέβη σε καλό. Από τότε ο Τέσλα σταμάτησε τη χαρτοπαιξία και επέστρεψε σε μια ζωή αυτοπειθαρχίας. Page: 32/63

33 Στρώθηκε λοιπόν στη μελέτη και στον ελεύθερο χρόνο του διάβαζε Καρτέσιο, Βολτέρο, Γκαίτε, Χέρμπερτ Σπένσερ και Σαίξπηρ, πολλά έργα του οποίου γνώριζε απ έξω. Αν ξεκινούσε κάτι να διαβάζει δεν υπήρχε περίπτωση να το αφήσει στη μέση: «Διακατέχομαι από μια γνήσια μανία να τελειώνω οτιδήποτε αρχίζω», έλεγε τότε ο Τέσλα, προμηνύοντας τις μεγάλες και δύσκολες αποστολές που θα ανέθετε μελλοντικά στον εαυτό του. Οι εκπληκτικές επιδόσεις του δεν άργησαν να γίνουν αντικείμενο επαίνου από τους καθηγητές του, προκαλώντας έτσι τη ζήλια των συμμαθητών του. Ο Τέσλα διάβαζε ατέλειωτες ώρες, πίνοντας πολλά φλιτζάνια μαύρο σέρβικο καφέ για να μπορεί να παραμείνει άυπνος. Μάλιστα οι καθηγητές του αναγκάστηκαν να γράψουν στον πατέρα του, Μιλούτιν, προειδοποιώντας τον ότι η υγεία του γιου του κινδύνευε να καταρρεύσει από την υπερβολική μελέτη! Ηλεκτρικά προβλήματα και η εφεύρεση που νίκησε το σκοτάδι Ένα βροχερό απόγευμα στο Πολυτεχνικό Ινστιτούτο του Γκρατς ο Τέσλα ήρθε πρόσωπο με πρόσωπο με ένα πρόβλημα, που θα τον βασάνιζε για έξι ολόκληρα χρόνια. Ένας ολοκαίνουργιος τύπος γεννήτριας συνεχούς ρεύματος είχε μόλις φθάσει από το Παρίσι στα εργαστήρια της σχολής και ο καθηγητής Poechl το επιδείκνυε στους σπουδαστές γεμάτος υπερηφάνεια. Ήταν μια εφεύρεση του Z. Th. Gramme, που παρουσιάστηκε για πρώτη φορά το 1871 στην Έκθεση της Βιέννης. Ο καθηγητής Poechl παρουσίασε τη γεννήτρια ως το απόλυτο επίτευγμα στον τομέα της ηλεκτροτεχνικής. Όταν ο καθηγητής έθεσε σε λειτουργία τη συσκευή, εκείνη άρχισε να κάνει έντονο θόρυβο και να στέλνει γύρω της μια βροχή από μπλε σπίθες, αστράφτοντας και τρίζοντας, μέσα σ ένα βουητό που γινόταν όλο και πιο ανυπόφορο. Τότε ο σπουδαστής Τέσλα ρώτησε τον καθηγητή του: «Αυτές οι σπίθες δεν υποδηλώνουν μια απώλεια ενέργειας;» «Ναι», απάντησε ο καθηγητής του, «αλλά αυτό είναι στα πλαίσια του αποδεκτού. Δεν θα μπορούσε να ήταν διαφορετικά». «Αλλά δεν θα μπορούσαμε να εφεύρουμε μια καλύτερη γεννήτρια;», ρώτησε ο Τέσλα. Ο καθηγητής άρπαξε τότε την ευκαιρία να χλευάσει το νεαρό Τέσλα για την τολμηρή του ιδέα, διασκεδάζοντας ταυτόχρονα την τάξη του: «Πως θα μπορούσες να κατασκευάσεις μια γεννήτρια χωρίς τα απαραίτητα ζεύγη και χωρίς απώλειες ενέργειας;» «Αυτό δεν το γνωρίζω», του απάντησε ο Τέσλα, «ίσως όμως με τη χρήση εναλλασσόμενου ρεύματος;» «Ανοησίες!», τον έκοψε απότομα ο καθηγητής του, «Το εναλλασσόμενο ρεύμα είναι άχρηστο, παντελώς άχρηστο. Είναι σαν να προσπαθείς να εφεύρεις μια αεικίνητη μηχανή!» Μετά από εκείνη τη στιγμή της γελοιοποίησης ο Τέσλα αποφάσισε να βρει ένα τρόπο ώστε να κάνει τις μηχανές να λειτουργούν με εναλλασσόμενο ρεύμα. Αυτή η ιδέα του έγινε εμμονή. Έτσι σχεδίαζε και ξανασχεδίαζε ηλεκτροκινητήρες στο μυαλό του. Κάθε τεχνικό σφάλμα που έκανε τον έφερνε όλο και πιο κοντά στη λύση του προβλήματος. Συνέχισε αναζητώντας την απάντηση στο πρόβλημα, ακόμη και μετά το τέλος των σπουδών του στο Πανεπιστήμιο της Πράγας ( ), όταν έπιασε δουλειά ως ηλεκτρονικός σε μια καινούργια τηλεφωνική εταιρεία στη Βουδαπέστη της Ουγγαρίας. Κατά τη διάρκεια της εργασίας του σ αυτή την εταιρεία ο Τέσλα εφηύρε έναν τηλεφωνικό ενισχυτή, που έγινε ο πρόγονος του σημερινού ηχείου. Δεν ξέχασε όμως στιγμή το πρόβλημα της εφεύρεσης μιας συσκευής εναλλασσόμενου ρεύματος. Κάθε βράδυ στριφογύριζε στο δωμάτιο του και δεν μπορούσε να κοιμηθεί από τις έντονες σκέψεις. Η οθόνη του μυαλού του πυρακτώνονταν από συνεχείς σκέψεις και από τα εικονικά πειράματα, τα οποία έκανε και ξαναέκανε μέχρι να ανακαλύψει την ιδέα που θα έλυνε το πρόβλημα. Στις αρχές του 1882 μια μικρή ασθένεια τον ανάγκασε να μείνει για μερικές μέρες εκτός εργασίας. Περπατώντας το ηλιοβασίλεμα με το φίλο και βοηθό του Anital Szigety σε ένα πάρκο της Βουδαπέστης κι απαγγέλλοντας στα γερμανικά στίχους από το Φάουστ του Γκαίτε, του ήρθε ως λάμψη μια μεγαλοφυής ιδέα, που έμελλε να οδηγήσει την ανθρωπότητα σε πλήρη εξηλεκτρισμό. «Τότε, σε μια στιγμή έμπνευσης, προφέροντας αυτές τις λέξεις, η ιδέα με κτύπησε σαν λάμψη αστραπής, και μέσα σε μια στιγμή μου αποκαλύφθηκε η αλήθεια. Με το μπαστούνι άρχισα τότε να χαράζω στην άμμο τα διαγράμματα», έγραψε αργότερα ο Τέσλα στην αυτοβιογραφία του My Inventions. Με το μπαστούνι του ο άνθρωπος που θα «ανακάλυπτε» τον 20 ο αιώνα άρχισε να σχεδιάζει πρόχειρα στο χώμα έναν κινητήρα. «Τον βλέπεις;», ρώτησε στον φίλο του, που παρακολουθούσε άφωνος, «κοίταξε με τώρα που θα τον αντιστρέψω!». Όταν τέλειωσε τα πρόχειρα σχέδια του αναφώνησε γεμάτος ικανοποίηση: «Αυτό είναι! Ένα περιστρεφόμενο μαγνητικό πεδίο! Δες πόσο ήσυχα λειτουργεί. Χωρίς σπίθες. Χωρίς θόρυβο. Λειτουργεί τέλεια!» Μ αυτόν τον ασυνήθιστο τρόπο ο Τέσλα συνέλαβε για πρώτη φορά την ιδέα του περιστρεφόμενου μαγνητικού πεδίου και του επαγωγικού κινητήρα, ο οποίος χρησιμοποιείται σήμερα σε κάθε ηλεκτρική συσκευή. Αρπάζοντας ένα μεγάλο μυστικό της Φύσης και χαρίζοντας το στους ανθρώπους, ο Τέσλα έγινε ένας σύγχρονος Προμηθέας που οδήγησε την ανθρωπότητα στην εποχή του ηλεκτρισμού. Ήταν καλοκαίρι του 1883 όταν ο Τέσλα κατασκεύασε τον πρώτο επαγωγικό κινητήρα, ο οποίος λειτουργούσε ακριβώς όπως τον είχε φανταστεί λίγα χρόνια πιο πριν. Οι φίλοι του τον ενθάρρυναν να πάει Page: 33/63

34 στην Αμερική, ώστε να παρουσιάσει αυτή την ιδέα στον Τόμας Έντισον, που βρισκόταν τότε στην πρωτοπορία στο χώρο της ηλεκτροτεχνικής. Έτσι, μετά από κάποιο διάστημα σκληρής εργασίας στο υποκατάστημα της Εταιρείας του Έντισον στο Παρίσι, ο Τέσλα, εφοδιασμένος με μια καλή συστατική επιστολή από τον διευθυντή της Τσαρλς Μπάτσελορ, αποφάσισε να διασχίσει τον Ατλαντικό ωκεανό και να πάει στη χώρα, όπου έλπιζε να υλοποιήσει τα ηλεκτρικά του όνειρα. Ο Τέσλα και ο «Μάγος του Μένλο Πάρκ» Το 1884 ο 28χρονος Νίκολα Τέσλα κατέφθασε με το πλοίο Saturnia στο λιμάνι της Νέας Υόρκης, έχοντας μονάχα μερικά κέρματα στην τσέπη του και στις λιτές αποσκευές του κουβαλούσε βιβλία ποίησης, ένα σημειωματάριο γεμάτο τεχνικά σχέδια καθώς και μια συστατική επιστολή προορισμένη για τον Τόμας Έντισον που τελείωνε με τα λόγια: «Γνωρίζω δύο μεγάλους ανθρώπους. Ο ένας είστε εσείς και ο άλλος είναι ο νέος άνδρας που στέκεται μπροστά σας». Αυτός ο ψηλόλιγνος μελαχρινός Σέρβος με τα ανοικτά μπλε μάτια σκόπευε, μαζί με την συστατική επιστολή, να παρουσιάσει τα τεχνικά του σχέδια για τους επαγωγικούς κινητήρες και τις μεγαλοφυείς ιδέες που τα συνόδευαν, στον διάσημο Αμερικανό εφευρέτη, που θεωρούνταν εκείνη την εποχή ο αδιαμφισβήτητος «βασιλιάς του ηλεκτρισμού». Ο Έντισον ήταν εκείνη την εποχή το πρότυπο του εφευρέτη, ο «Ναπολέων των εφευρέσεων». Η πιο διάσημη εφεύρεσή του ήταν μια μηχανή που ονομάζονταν φωνόγραφος. Χάρη σ αυτή τη συσκευή ο Έντισον είχε ήδη εισχωρήσει στο «βασίλειο των αθανάτων». Ο Έντισον είχε επίσης ανακαλύψει τον ηλεκτρικό λαμπτήρα πυρακτώσεως καθώς και διάφορες μηχανές που λειτουργούσαν με συνεχές ρεύμα (Direct Current ή DC). Όμως το σύστημα παραγωγής ηλεκτρικού ρεύματος του Έντισον δεν ήταν σταθερό κι έτσι οι λάμπες του εξέπεμπαν πάντα έναν αχνό, αρρωστιάρικο φωτισμό, τρεμόπαιζαν και συχνά έσβηναν. Το συνεχές ρεύμα που χρησιμοποιούσε ήταν ανεπαρκές τόσο για τον ηλεκτροφωτισμό, όσο και για την λειτουργία των κινητήρων. Υπήρχε ωστόσο και το εναλλασσόμενο ρεύμα (Alternative Current ή AC), που κινούνταν πρώτα προς τη μία και μετά προς την άλλη κατεύθυνση. Το ρεύμα αυτό όμως θεωρούνταν επικίνδυνο και άχρηστο, καθώς δεν μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για την παραγωγή έργου. Ο Τέσλα είχε βεβαίως τελείως διαφορετική γνώμη, καθώς είχε καταφέρει πειραματικά να αξιοποιήσει το εναλλασσόμενο ρεύμα. Γεμάτος αγωνία και προσδοκίες λοιπόν ο Τέσλα πήγε να συναντήσει τον Έντισον, τον περίφημο «μάγο του Μένλο Παρκ» (Wizard of Menlo Park) για να του παρουσιάσει την επαναστατική του ανακάλυψή. Συναντήθηκαν στο εργαστήρι του Έντισον και ο Τέσλα περιέγραψε με προσεκτικά αγγλικά ανακατεμένα λόγω της αγωνίας του με γαλλικές, γερμανικές και σέρβικες λέξεις την εφεύρεση του, δείχνοντας του ταυτόχρονα και τα σχετικά σχέδια. «Αυτό είναι το κύμα του μέλλοντος! Όποιος θα το τελειοποιήσει θα κερδίσει πολλά...», είπε τελειώνοντας ο ονειροπόλος νεαρός Σέρβος μετανάστης. Ο Έντισον στήριξε την πλάτη στην πολυθρόνα, σταύρωσε τα δάκτυλα του στο στήθος κι έμεινε για λίγο σιωπηλός, χωρίς να πει τίποτε. Τελικά τίναξε το κεφάλι του και είπε σιγανά: «Ενδιαφέρον...». Μετά από λίγο όμως, αφού έκανε στο μυαλό του κάποιους συμφεροντολογικούς υπολογισμούς, φάνηκε να αλλάζει γνώμη: «Ανοησίες! Αυτό που λέτε είναι επικίνδυνο. Εμείς εδώ στην Αμερική χρησιμοποιούμε το μονοφασικό ρεύμα. Αυτό αρέσει στον κόσμο και μ αυτό θέλω να ασχολούμαι...». Απογοητευμένος ο Τέσλα άρχισε να μαζεύει άφωνος τα σχέδια του για να φύγει. Ο Έντισον όμως, έχοντας αντιληφθεί τις σπάνιες ικανότητες και τη μεγαλοφυΐα του νεαρού Σέρβου με τα έξυπνα μάτια, τον σταμάτησε και του πρόσφερε εργασία στο εργαστήριο του. Ήταν ο γνωστός, αμερικάνικος εκβιασμός του στυλ: My way or highway! Ο Τέσλα, αν και γνώριζε βαθιά μέσα του πως το εναλλασσόμενο ρεύμα ήταν κατά πολύ ανώτερο των συστημάτων του Έντισον, δεν αρνήθηκε να εργαστεί για λογαριασμό του, εφόσον ήταν νεοφερμένος σε μια άγνωστη χώρα κι από κάπου έπρεπε να ξεκινήσει. Όταν ο Νίκολα Τέσλα έφθασε στην Αμερική, σ αυτή την υποτιθέμενη «Γη της Επαγγελίας» ήταν γεμάτος ενθουσιασμό, όνειρα, ελπίδες και θέληση να προσφέρει τα πάντα για την πρόοδο της ανθρωπότητας. Δεν βρήκε όμως αυτό που περίμενε να δει. Η πρώτη του εντύπωση από το Νέο Κόσμο ήταν ότι επρόκειτο για ένα μέρος απολίτιστο, που βρισκόταν εκατοντάδες χρόνια πίσω από τον τρόπο ζωής των μεγάλων ευρωπαϊκών πόλεων. Ο Τέσλα σοκαρίστηκε από τον σκληρό χαρακτήρα του Νέου Κόσμου. Ο ίδιος ήταν ένα αγνό και ηθικά ακέραιο «παιδί των Βαλκανίων», με ισχυρά πνευματικά θεμέλια, που αγνοούσε όμως τα πάντα σχετικά με «μπίζνες», μετοχές και εταιρείες. Απλά ήξερε ότι όλα αυτά ήταν ο «αμερικανικός τρόπος» για να γίνουν τα πράγματα. Γρήγορα όμως κατάλαβε, ύστερα βέβαια από πικρές απογοητεύσεις, ότι για τους στυγνούς Αμερικανούς επιχειρηματίες ο «λόγος» δεν είχε καμιά απολύτως αξία, εκτός βέβαια αν συνοδευόταν από τα απαραίτητα συμβόλαια Ο πόλεμος των ρευμάτων Ο Τέσλα άρχισε λοιπόν να εργάζεται για τον Έντισον και σύντομα έγινε βασικός βοηθός του, έχοντας κυριολεκτικά «κατασκηνώσει» στο εργαστήριο του. «Είχα πολλούς βοηθούς, που εργάζονταν πάρα πολύ, αλλά ο Τέσλα είχε σπάσει όλα τα ρεκόρ!», παραδέχτηκε αργότερα ο Έντισον. Page: 34/63