Aitvaras gaudė žaibą
Pirmieji žmonijos susidūrimai su elektros reiškiniu buvo nemalonūs ir
gąsdinantys: danguje žaibai, kurie sukeldavo gaisrus ir mirtis, vandenyje – elektrinių šamų ir ungurių sukeliamas skausmas ir nudegimai. Pirmas žmogus, kuris prabilo apie elektros „pasikinkimą“ buvo mokslininkas Benjaminas Franklinas, vėliau tapęs JAV prezidentu. Jis įminė žaibavimo mįslę – dabar ir vaikai žino, kad žaibas yra elektros iškrova. Tačiau iki 1752 m., kuomet jis atliko savo garsųjį eksperimentą su aitvaru, žaibo prigimtis buvo paslaptinga. B.Franklinas prie aitvaro pritvirtino metalinį raktą ir paleido audros metu – kibirkščiavimas ir tekanti elektros srovė parodė, kad žaibas yra elektros iškrova.
Per XVIII-XIX a. buvo padaryta vis daugiau praktinių ir teorinių išradimų, kurie padarė postūmį link visuotinės elektrifikacijos – Luigi Galvani atrado bioelektromagnetizmą, kuomet neuronai siunčia signalus į raumenis ir iš jų gauna atgalinį ryšį. Allessandro Volta sukūrė baterijas, Michaelis Faraday'us – elektrinį variklį, Georgas Ohmas analizavo elektros grandinę, o Jamesas Maxwellas savo darbais pagrindė elektromagnetinę bangą. Sukaupta tiek žinių, kad laikas buvo darbo imtis elektros inžinieriams, kurių išradimai padėjo pagrindą Antrajai pramonės revoliucijai.
Kokia srovė tinkamesnė elektros kėdei?
Kur mes labiausiai pajaučiame elektros buvimą? Žinoma, kuomet užsidega elektros lemputė. Anglas Humphry'is Davy'as pirmąją dirbtinę šviesą buvo įžiebęs 1802 m., o 1806 m. sugebėjo sukonstruoti pirmąją elektrinę lemputę. Prireikė dar 50 metų, kol H.Davy'o išradimas buvo komercializuotas ir buvo panaudotas, pirmiausia, apšviesti viešąsias erdves, tokias kaip parkus ir miestų aikštes. Žmonės pajuto, koks skirtumas gyventi elektros apšviestame pasaulyje ir tamsoje, todėl buvo tik laiko klausimas, kada elektrifikacija taps visuotine ir lemputės atkeliaus ir į namus.
Vis spartėjant elektrifikacijai, atrado poreikis standartizuoti elektros tiekimą – skirtingų metodų ir prietaisų naudojimas didino sąnaudas, tad tiek verslui, tiek valstybėms tai kėlė galvos skausmą. Dėl to XIX a. 8-9 dešimtmečiuose JAV kilo vadinamasis „Srovių karas“ – rungimasis, kokia elektros perdavimo sistema bus naudojama, kintama ar nuolatinė. Vienoje pusėje stovėjo „Edison Electric Light Company“, kuri propagavo nuolatinę srovę, kitoje – „Westinghouse Electric Company“ su kintama elektros srove.
Šis „karas“ neapsėjo ir be purvinų metodų – juk ant stalo buvo padėti milijonai. Į lenktynes dėl technologijos ateities buvo įtrauktos elektros bendrovės, visuomenė, kuri buvo gąsdinama aukštos įtampos kintamosios srovės nesaugumu, taip pat mirties įrankis – elektros kėdė.
Išradėjas ir verslininkas Thomas Edisonas propagavo savo išradimą – nuolatinės srovės žemos įtampos elektros perdavimo tinklą, kuri užtikrino energiją ir šviesą verslui, ir gyventojams. Tačiau ilgai tuščia vieta nebūna – išradėjas ir verslininkas George'as Westinghouse'as pasiūlė alternatyvų tinklą, kuri rėmėsi kintamąja srove, efetyvesne ir pigesne alternatyva. Kitos elektros bendrovės palaikė G.Westinghouse'o diegiamą sistemą ir T.Edisono bendrovė ėmėsi nešvarių metodų sustabdyti savo verslo griūtį – apkaltino, kad kintamoji srovė yra pavojinga bei G.Westinghouse'as užpatentavo tą patį elektros atradimą, tačiau gerokai jį supaprastinęs. Kitaip tariant, pavogė.
1888 m. žiniasklaida pranešė apie mirtis šalia aukštos įtampos kintamosios srovės transformatorinių Niujorke ir kitose JAV vietose. Buvo aiškinama, kad šios mirties – padarinys neatsakingo elektros bendrovių elgesio, kai jos vaikydamosios didesnio pelno diegė kintamosios srovės sistemas. Čia iškilo elektros inžinieriaus Haroldo Browno figūra, kuris pradėjo kampanija prieš aukštos įtampos linijas – ir žinoma, sulaukė T.Edisono palaikymo. H.Brownas pradėjo viešas demonstracijas su gyvūnais, stengdamasis įrodyti, kad kintamoji srovė yra daug pavojingesnė už nuolatinę.
Nors pirmoji elektros kėdė buvo sukonstruota dar 1881 m. pagal stomatologo Alfredo Southwicko brėžinius, tačiau kilus diskusijoms dėl to, kuri elektros kėdė pavojingesnė, ji buvo perkonstruota prijungiant ją prie kintamosios elektros srovės, kurią generavo G.Westinghouse'o bendrovės generatorius – suprask, prijungiant „mirties srovę“. Stengdamasis reabilituoti savo išradimą kintamosios srovės išradėjas Nikola Tesla atliko tai, kas dabar būtų pavadinta viešųjų ryšių triuku – jis pats savo kūną pavertė aukštos kintamosios elektros srovės laidininku, laikydamas rankoje degančią elektros lemputę. Impozantiškai šį eksperimentą parodė režisierius Christopheris Nolanas filme „Presižas“.
Asmenybė pasitraukė: sveiki atvykę į šiandienos pasaulį
Iš daugelio elektros bendrovių JAV amžiaus sandūroje liko trys: „Edison General Electric“, „Thomson-Houston“ ir „Westinghouse“. Pastarosios dvi naudojo kintamąją elektros srovę, todėl atiminėjo rinką iš Edisono bendrovės. Tokia rinkos padėtis privertė pasitraukti įmonės įkūrėją iš bendrovės ir bendrovė pradėjo naudoti kintamąją elektros srovę. Po kelių metų „Edison General Electric“ ir „Thomson-Houston“ susijungė, sukurdami vieną didžiausių pasaulio bendrovių, dabar žinomų kaip „General Electric“, kuriai priklauso trys ketvirtadaliai JAV elektros verslo.
Kodėl kintamosios srovės technologija nugalėjo, nepaisant visų gąsdinimų? Tai visų pirma lėmė techninės charakteristikos ir patogumas: nuolatinės srovės sistema žemu dažniu generuoja ir tiekia elektros energiją, vadinasi, reikia gremėzdiškų tinklų, kad ji būtų perduota galutiniam vartotojui. Arba elektrinė turi būti šalia. Naudojant transformatorių tinklą kintamoji elektros srovė aukštos įtampos laidais gali būti tiekiama didelius atstumus, o pasiekus galutinį vartotoja srovė sumažinama iki reikalingos įtampos. Nors nuolatinė srovė ir netapo elektros tiekimo standartu, ji naudojama įrenginiuose, kur atstumai nedideli, pavyzdžiui, kompiuteriuose, telefonuose, automatizuotose sistemose.
Dabar elektros gamyba ir vartojimas yra pasiekęs piką – jei prieš 40 metų buvo sunaudojama apie 6 000 teravatvalandžių (TWh) elektros energijos, tai šiuo metu jos reikia keturis kartus daugiau. Palyginimui – Lietuvoje pernai buvo sunaudota apie 11 TWh, taigi jei lietuviai galėtų naudotis viso pasaulio per metus pagaminamą elektros energiją, jos užtektų artimiausiems dviem tūkstančiams metų.
