Les premiers inventeurs et innovateurs de l'électricité

L'histoire de l'électricité commence avec William Gilbert (1544-1603), un médecin et scientifique naturel qui a servi la reine Elizabeth la première d'Angleterre. Avant Gilbert, tout ce qui était connu sur l'électricité et le magnétisme était qu'une pierre angulaire (magnétite) possédait des propriétés magnétiques et que le frottement de l'ambre et du jet attirerait des morceaux de divers matériaux pour commencer à coller.

En 1600, Gilbert publie son traité "De magnete, Magneticisique Corporibus" (Sur l'aimant). Imprimé en latin savant, le livre a expliqué des années de recherches et d'expériences de Gilbert sur l'électricité et le magnétisme. Gilbert a considérablement accru l'intérêt pour la nouvelle science. C'est Gilbert qui a inventé l'expression "electrica" ​​dans son célèbre livre.

Inspiré et éduqué par Gilbert, plusieurs inventeurs européens, dont Otto von Guericke (1602-1686) de L'Allemagne, Charles François Du Fay (1698-1739) de la France et Stephen Gray (1666-1736) de l'Angleterre ont étendu la connaissance.

Otto von Guericke a été le premier à prouver qu'un vide pouvait exister. La création d'un vide était essentielle pour toutes sortes de recherches approfondies en électronique. En 1660, von Guericke a inventé la machine qui produisait de l'électricité statique; ce fut le premier générateur électrique.

En 1729, Stephen Gray découvre le principe de la conduction de l'électricité et, en 1733, Charles François du Fay a découvert que l'électricité se présente sous deux formes qu'il a appelées résineuses (-) et vitreuses (+), maintenant appelées négatives et positif.

Le pot de Leyde était le condensateur d'origine, un appareil qui stocke et libère une charge électrique. (À cette époque, l'électricité était considérée comme le fluide ou la force mystérieuse.) Le pot de Leyde a été inventé en 1745 presque simultanément en Hollande par l'académicien Pieter van Musschenbroek (1692-1761) En 1745 et en Allemagne par un pasteur et scientifique allemand, Ewald Christian Von Kleist (1715–1759). Lorsque Von Kleist a touché pour la première fois son pot de Leyde, il a reçu un choc puissant qui l'a projeté au sol.

Le pot Leyden a été nommé d'après la ville natale de Musschenbroek et l'université Leyden, par le scientifique et clerc français Jean-Antoine Nollet (1700-1770). Le pot a également été appelé le pot kleistian après Von Kleist, mais ce nom n'a pas collé.

Père fondateur américain Ben Franklin (1705-1790) une découverte importante fut que l'électricité et la foudre étaient une seule et même chose. Le paratonnerre de Franklin a été la première application pratique de l'électricité. le philosophe atural Henry Cavendish d'Angleterre, Coulomb de France, et Luigi Galvani de l'Italie a apporté des contributions scientifiques à la recherche d'utilisations pratiques de l'électricité.

En 1747, le philosophe britannique Henry Cavendish (1731–1810) a commencé à mesurer la conductivité (la capacité de transporter un courant électrique) de différents matériaux et a publié ses résultats. L'ingénieur militaire français Charles-Augustin de Coulomb (1736-1806) découvre en 1779 ce qui sera plus tard appelé «loi de Coulomb», qui décrit la force électrostatique d'attraction et de répulsion. Et en 1786, le médecin italien Luigi Galvani (1737-1798) a démontré ce que nous comprenons maintenant comme la base électrique des impulsions nerveuses. Galvani a fait trembler les muscles des grenouilles en les secouant avec une étincelle d'une machine électrostatique.

À la suite des travaux de Cavendish et Galvani, un groupe de scientifiques et d'inventeurs importants, dont Alessandro Volta (1745-1827) d'Italie, physicien danois Hans Christian Ørsted (1777-1851), physicien français Andre-Marie Ampere (1775–1836), Georg Ohm (1789–1854) d'Allemagne, Michael Faraday (1791–1867) d'Angleterre et Joseph Henry (1797–1878) des États-Unis.

Joseph Henry était un chercheur dans le domaine de l'électricité dont les travaux ont inspiré de nombreux inventeurs. La première découverte d'Henry a été que la puissance d'un aimant pouvait être considérablement renforcée en l'enroulant avec du fil isolé. Il a été le premier à fabriquer un aimant capable de soulever 3 500 livres de poids. Henry a montré la différence entre les aimants "quantitatifs" composés de courtes longueurs de fils connectés en parallèle et excités par quelques grandes cellules, et des aimants "d'intensité" enroulés avec un seul fil long et excités par une batterie composée de cellules en série. Ce fut une découverte originale, augmentant considérablement à la fois l'utilité immédiate de l'aimant et ses possibilités pour de futures expériences.

Michael Faraday, William Sturgeon (1783–1850) et d'autres inventeurs n'ont pas tardé à reconnaître la valeur des découvertes d'Henry. Sturgeon a déclaré magnanimement: "Le professeur Joseph Henry a été capable de produire une force magnétique qui éclipse totalement les des annales entières de magnétisme, et aucun parallèle n’a été trouvé depuis la suspension miraculeuse du célèbre imposteur oriental dans son fer cercueil."

Cette phrase couramment utilisée fait référence à une histoire obscure plaisantée par ces scientifiques européens à propos de Muhammad (571–632 CE), le fondateur de Islam. Ce conte ne concernait pas du tout Mahomet, en fait, mais plutôt un conte raconté par Pline l'Ancien (23–70 CE) à propos d'un cercueil à Alexandrie, en Égypte. Selon Pline, le temple de Sérapis à Alexandrie avait été construit avec de puissants lodestones, si puissants que le cercueil en fer de la sœur cadette de Cléopâtre Arsinoë IV (68–41 avant notre ère) aurait été suspendu dans le air.

Joseph Henry a également découvert les phénomènes d'auto-induction et d'induction mutuelle. Dans son expérience, un courant envoyé à travers un fil dans le deuxième étage du bâtiment a induit des courants à travers un fil similaire dans la cave deux étages plus bas.

Le télégraphe était une invention précoce qui communiquait des messages à distance sur un fil utilisant de l'électricité qui a ensuite été remplacée par le téléphone. Le mot télégraphie vient des mots grecs tele qui signifie loin et grapho qui signifie écrire.

Les premières tentatives d'envoi de signaux par électricité (télégraphe) avaient été faites à plusieurs reprises avant que Henry ne s'intéresse au problème. William Sturgeon's invention de l'électro-aimant a encouragé les chercheurs en Angleterre à expérimenter avec l'électro-aimant. Les expériences ont échoué et n'ont produit qu'un courant qui s'est affaibli après quelques centaines de pieds.

Cependant, Henry a enfilé un mile de fil fin, placé une "intensité" batterie à une extrémité, et a fait l'armature sonner une cloche à l'autre. Dans cette expérience, Joseph Henry a découvert la mécanique essentielle derrière le télégraphe électrique.

Cette découverte a été faite en 1831, un an avant que Samuel Morse (1791-1872) n'invente le télégraphe. Il n'y a pas de controverse quant à savoir qui a inventé le premier télégraphe. C'était la réussite de Morse, mais la découverte qui a motivé et permis à Morse d'inventer le télégraphe était la réussite de Joseph Henry.

Selon les propres mots de Henry: "Ce fut la première découverte du fait qu'un courant galvanique pouvait être transmis à une grande distance avec si peu de diminution de force qu'elle produise des effets mécaniques, et des moyens par lesquels la transmission pourrait être accompli. J'ai vu que le télégraphe électrique était désormais praticable. Je ne pensais à aucune forme particulière de télégraphe, mais je me référais seulement au fait général qu'il était maintenant démontré qu'un le courant galvanique peut être transmis sur de grandes distances, avec une puissance suffisante pour produire des effets mécaniques adéquats objet."

Henry s'est ensuite tourné vers la conception d'un moteur magnétique et a réussi à fabriquer un moteur à barre qu'il a installé le premier changeur de pôles automatique, ou commutateur, jamais utilisé avec une batterie électrique. Il n'a pas réussi à produire un mouvement rotatif direct. Sa barre oscillait comme le rayon de marche d'un bateau à vapeur.

Thomas Davenport (1802–1851), un forgeron de Brandon, au Vermont, a construit une voiture électrique digne d'une route en 1835. Douze ans plus tard, l'ingénieur électricien américain Moses Farmer (1820–1893) expose une locomotive électrique. En 1851, l'inventeur du Massachusetts Charles Grafton Page (1712–1868) conduisit une voiture électrique sur les rails du Baltimore and Ohio Railroad, de Washington à Bladensburg, à raison de dix-neuf milles par an heure.

Cependant, le coût des batteries était trop élevé à l'époque et l'utilisation du moteur électrique dans les transports n'était pas encore pratique.

Le principe de la dynamo ou du générateur électrique a été découvert par Michael Faraday et Joseph Henry, mais le processus de son développement en un générateur de puissance pratique a consommé de nombreuses années. Sans dynamo pour la production d'énergie, le développement du moteur électrique était à l'arrêt, et l'électricité ne pouvait pas être largement utilisée pour le transport, la fabrication ou l'éclairage comme elle est utilisée pour aujourd'hui.

La lumière d'arc en tant que dispositif d'éclairage pratique a été inventée en 1878 par l'ingénieur de l'Ohio Charles Brush (1849–1929). D'autres avaient attaqué le problème de l'éclairage électrique, mais le manque de carbones appropriés faisait obstacle à leur succès. Le pinceau a fait allumer plusieurs lampes en série à partir d'une dynamo. Les premières lampes à balais ont été utilisées pour l'éclairage des rues à Cleveland, Ohio.

D'autres inventeurs ont amélioré la lumière d'arc, mais il y avait des inconvénients. Pour l'éclairage extérieur et pour les grandes salles, les lampes à arc fonctionnaient bien, mais les lampes à arc ne pouvaient pas être utilisées dans les petites pièces. De plus, ils étaient en série, c'est-à-dire que le courant traversait tour à tour chaque lampe, et un accident survenu a mis toute la série hors service. Tout le problème de l'éclairage intérieur devait être résolu par l'un des inventeurs les plus célèbres d'Amérique: Thomas Alva Edison (1847–1931).

Le premier d'Edison de nombreuses inventions avec l'électricité était un enregistreur de vote automatique, pour lequel il a reçu un brevet en 1868, mais n'a pas pu susciter d'intérêt pour l'appareil. Puis il a inventé un ticker de stock, et a commencé un service de téléscripteur à Boston avec 30 ou 40 abonnés et opéré à partir d'une salle sur le Gold Exchange. Cette machine Edison a tenté de vendre à New York, mais il est retourné à Boston sans y avoir réussi. Il a ensuite inventé un télégraphe duplex par lequel deux messages pouvaient être envoyés simultanément, mais lors d'un test, la machine a échoué en raison de la stupidité de l'assistant.

En 1869, Edison était sur place lorsque le télégraphe échoua à la Gold Indicator Company, une préoccupation qui fournissait les prix de l'or de la Bourse à ses abonnés. Cela a conduit à sa nomination en tant que surintendant, mais lorsqu'un changement de propriétaire de la société l'a expulsé du poste qu'il avait formé, avec Franklin L. le pape, le partenariat de Pope, Edison, and Company, la première firme d'ingénieurs électriciens aux États-Unis.

Peu de temps après Thomas Edison a publié l'invention qui l'a lancé sur la voie du succès. C'était le titre amélioré, et la Gold and Stock Telegraph Company lui a payé 40 000 $ pour cela. Thomas Edison a immédiatement ouvert une boutique à Newark. Il a amélioré le système de télégraphie automatique qui était utilisé à l'époque et l'a introduit en Angleterre. Il a expérimenté avec des câbles sous-marins et a élaboré un système de télégraphie quadruplexe par lequel un fil était fait pour faire le travail de quatre.

Ces deux inventions ont été achetées par Jay Gould, propriétaire de la Atlantic and Pacific Telegraph Company. Gould a payé 30 000 $ pour le système quadruplex mais a refusé de payer pour le télégraphe automatique. Gould avait acheté le Western Union, son seul concurrent. "Quand Gould a obtenu le Western Union", a déclaré Edison, "je savais qu'aucun autre progrès dans la télégraphie n'était possible, et je suis allé dans d'autres lignes."

Edison a repris son travail pour la Western Union Telegraph Company, où il a inventé un transmetteur de carbone et l'a vendu à la Western Union pour 100 000 $. Fort de cela, Edison a installé des laboratoires et des usines à Menlo Park, New Jersey, en 1876, et c'est là qu'il a inventé le phonographe, breveté en 1878, et a commencé une série d'expériences qui a produit sa lampe à incandescence.

Thomas Edison était dédié à la production d'un lampe électrique pour une utilisation en intérieur. Ses premières recherches ont porté sur un filament durable qui brûlerait sous vide. Une série d'expériences avec un fil de platine et divers métaux réfractaires ont donné des résultats insatisfaisants, comme l'ont fait de nombreuses autres substances, y compris les cheveux humains. Edison a conclu que le carbone était en quelque sorte la solution plutôt qu'un métal - l'inventeur anglais Joseph Swan (1828-1914) était parvenu à la même conclusion en 1850.

En octobre 1879, après quatorze mois de dur labeur et la dépense de 40000 $, un fil de coton carbonisé scellé dans l'un des globes d'Edison a été testé et a duré quarante heures. "Si ça va brûler quarante heures maintenant," dit Edison"Je sais que je peux en faire brûler cent." Et c'est ce qu'il a fait. Un meilleur filament était nécessaire. Edison l'a trouvé dans des bandes de bambou carbonisées.

Edison a également développé son propre type de dynamo, le plus grand jamais réalisé à cette époque. Avec les lampes à incandescence Edison, c'était l'une des merveilles de l'Exposition électrique de Paris de 1881.

L'installation en Europe et en Amérique d'installations de service électrique a rapidement suivi. La première grande gare centrale d'Edison, qui alimentait trois mille lampes, a été érigée au Holborn Viaduct, à Londres, en 1882, et en septembre de la même année, la gare de Pearl Street à New York, la première gare centrale d'Amérique, a été mise en opération.

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