Elektrodynamik Grundlegende Entdeckungen zu Elektrizität und Magnetismus wurden ab ca. 1820 gemacht: die Erzeugung von Magnetfeldern durch elektrische Ströme, magnetische Kräfte zwischen stromdurchflossenen Leitern, das Ohm’sche Gesetz, die Kirchhoff’schen Regeln und schließlich Faradays Feldbegriff. Im folgenden Kapitel kommt noch das Phänomen der elektromagnetischen Induktion hinzu, das die Erzeugung elektrischer Spannungen durch veränderliche Magnetfelder beschreibt. Sie bilden das Fundament der Elektrotechnik. Es dauerte allerdings lange, bis diese Entdeckungen zu praxistauglichen Anwendungen führten. Die elektrische Telekommunikation begann 1838, als Samuel Morse (1791–1872, USA) den Telegrafen erfand. Zeichen wurden als kurze bzw. lange Stromstöße über Drahtleitungen übertragen, beim Empfänger betätigte ein Elektromagnet einen Schreibstift, um die Nachricht auf einem Papierstreifen aufzuzeichnen. Die Technik setzte sich rasch durch. Eisenbahnunternehmen erkannten den Vorteil für den sicheren Betrieb mehrerer Züge auf demselben Gleis. Bereits 1851 verband eine im Meer verlegte Telegrafenleitung England mit Frankreich, ab 1866 verband ein 4 000 km langes Seekabel Europa und die USA. Heute verbinden Glasfaserkabel die Kontinente. Zum Betrieb von Telegrafen reichten Batterien, wie sie 1800 der italienische Physiker Alessandro Volta (1745–1827) erfunden hatte, jedoch wäre ein Batteriebetrieb von elektrischen Maschinen extrem unwirtschaftlich gewesen. Die Entwicklung leistungsfähiger Generatoren (9.1) zur Stromerzeugung führte zur Elektrifizierung von Industrie und Alltag. Gefördert wurde diese Entwicklung durch den Wunsch nach einer besseren Beleuchtung sowohl im öffentlichen Raum als auch in Wohnungen und Werkstätten. Dem US-amerikanischen Erfinder Thomas Alva Edison (1847–1931) gelang es 1879, eine Glühlampe zu entwickeln, die mehrere hundert Stunden leuchtete. Edison war wirtschaftlich erfolgreich, weil er die notwendige Infrastruktur bedachte, in New York ein Kraftwerk errichtete und ein Stromnetz aufbaute. Daneben war PR-Arbeit wichtig. Bereits 1880 wurde ein neuer Ozeandampfer mit Edisons Glühlampen ausgestattet. Edisons System hatte jedoch eine Schwäche: Es war ein 110 V-Gleichstromnetz. Wegen der Widerstandsverluste in den Leitungen konnten nur Kunden nahe am Kraftwerk versorgt werden. Sein Konkurrent George Westinghouse (1846–1914, USA) setzte auf den Energietransport durch Wechselstrom mit Hochspannung und Transformatoren für Niederspannung nahe an Kundinnen und Kunden bei geringen Verlusten. In welchem Ausmaß künstliche Beleuchtung nicht nur unseren Alltag, sondern vor allem auch Industrie und Fremdenverkehr beeinflusst, zeigt der Blick aus dem Weltraum (9.2). 9.1 Herstellung eines Generators (ca. 1930) 9.2 Das nächtliche Europa aus dem Weltraum gesehen 9.3 Photovoltaik – eine sanfte Technologie 9 Elektrodynamik/Energie/Elektromagnetische Wellen y8c73k Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
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