Η θεμελιακή γείωση σύμφωνα με το ΦΕΚ 1222/05-09-2006 τεύχος Β΄ αριθ. Φ. Α΄ 50/12081/642 άρθρο 2, καθίσταται πλέον υποχρεωτική σε όλες τις νεοαναγειρόμενες εκ θεμελίων οικοδομές. Η θεμελιακή γείωση εφαρμόζεται ως βασική γείωση προστασίας και λειτουργίας.
Είστε εδώ: Σ.Η.Ε.Ν.Η Ηλεκτρισμός Ηλεκτρολογικές εφευρέσεις
Ηλεκτρολογικές εφευρέσεις
Ευρετήριο Άρθρου
Ηλεκτρολογικές εφευρέσεις
Το Τηλέφωνο
Ο φωνόγραφος
Ο ηλεκτρικός λαμπτήρας
Το μικρόφωνο
Το φωτόφωνο
Όλες οι Σελίδες

Η γεννήτρια συνεχούς ρεύματος

Γεννήτρια συνεχούς ρεύματος Το έτος 1866 έκανε ο Ζήμενς δοκιμές με τον κινητήρα δυναμό, ο οποίος είχε ως πηγή τροφοδοσίας τις γνωστές μπαταρίες.

Μία από τις παρατηρήσεις του αφορούσε το απορροφόμενο από τον κινητήρα ρεύμα, το οποίο μειωνόταν με αυξανόμενο αριθμό στροφών, λόγω της αντιλεκτρεγερτικής δύναμης του δρομέα. Αυτό το φαινόμενο οδήγησε τον Ζήμενς στην ιδέα να αντιστρέψει τη φορά περιστροφής του δρομέα με εξωτερική κίνηση, αρχικά χειροκίνητα με μανιβέλα.

Αποτέλεσμα ήταν να προκύψει η λειτουργία της ηλεκτρικής γεννήτριας που οφείλεται στον παραμένοντα μαγνητισμό του σιδήρου. Αυτό το ασθενές υπόλοιπο μαγνητισμού επάγει με την περιστροφή του δρομέα ένα ασθενές ρεύμα, το οποίο ενισχύει το μαγνητισμό και ο οποίος, με τη σειρά του, ενισχύει και πάλι το ρεύμα κ.ο.κ. Αυτή η αλληλοκλιμάκωση διαρκεί μέχρι του σημείου τομής της χαρακτηριστικής καμπύλης της γεννήτριας και της ευθείας του συνδεόμενου φορτίου. Η μηχανή αυτή ονομάστηκε γεννήτρια σε σύνδεση σειράς, επειδή τα πηνία του δρομέα και του στάτη ήταν επάλληλα ή σε σειά συνδεδεμένα. Η παρουσίαση αυτής της νέας κατασκευής έγινε στην Ακαδημία Επιστημών στο Βερολίνο τον Ιανουάριο του 1867.

Ο Γουΐτστόουν παρουσίασε το ίδιο έτος μία άλλη μηχανή, φαινομενικά διαφορετική, η οποία στηριζόταν σε μια επινόηση του μηχανικού H. Wilde. Από την ανάλυση του τρόπου λειτουργίας της διαπιστώθηκε ότι επρόκειτο για την ίδια περίπου γεννήτρια με αυτή του Ζήμενς, μόνο που τα δύο πηνία ήταν παράλληλα συνδεδεμένα και είχε κάποια διαφορετικά χαρακτηριστικά τυλιγμάτων. Μία διένεξη μεταξύ των δύο εφευρετών που ανέκυψε για την «πρωτιά» έπαιξε μόνο δευτερεύοντα ρόλο, αφού επισκιάστηκε από το πολύ σημαντικότερο γεγονός ότι επιτέλους ήταν πια δυνατή η απελευθέρωση από τις ηλεκτροχημικές πηγές. Με κινητήρια μια ατμομηχανή ήταν πλέον δυνατόν να εγκαθίστανται ηλεκτρογεννήτριες για την παροχή ηλεκτρικής ενέργειας.Η γεννήτρια του Ζήμενς δημιουργούσε το συνεχές ρεύμα σε παλμική μορφή και ο συλλέκτης παρουσίαζε σπινθηρισμούς. Το έτος 1869 κατασκεύασε ο μηχανικός Zenobe Theophile Gramme (Γκραμ, 1826-1901) μία γεννήτρια με δακτυλιοειδή δρομέα, με τον οποίο μειώνονταν τα προαναφερόμενα προβλήματα, αλλά προκαλούσε νεότερα, τα οποία λύθηκαν το 1872 με παρέμβαση του Friedrich von Hefner-Alteneck (Χέφνερ, 1845-1904). Tα επόμενα 20 χρόνια κατασκευάζονταν οι γεννήτριες Σ.Ρ. με αυτά τα κατασκευαστικά στοιχεία.

Μια ενδιαφέρουσα κατασκευή της δεκαετίας του 1880 ήταν ένα «ηλεκτροπαραγωγό ζεύγος», το οποίο μεταφερόταν με άλογα στον τόπο φωτισμού και μια ατμομηχανή κινούσε την ηλεκτρική γεννήτρια. Η παρεχόμενη στη λάμπα ισχύς ήταν 4kW. Αυτά τα ζεύγη λειτουργούσαν μέχρι και τη δεύτερη δεκαετία του 20ου αιώνα, αρχικά σε πόλεις και, όταν τοποθετήθηκαν εκεί δίκτυα ηλεκτρικού, σε χωριά και αγροτικές περιοχές.

 

Συνεχές ή Εναλλασσόμενο ρεύμα;

Ο περιστρεφόμενος δρομέας της γεννήτριας ήταν δυνατόν να παρέχει συνεχές (ΣΡ) ή εναλλασσόμενο (ΕΡ) ρεύμα, ανάλογα, αν στο άξονα είχαν εγκατασταθεί δακτύλιοι τριβής ή αντιμεταθέτες. Επειδή όλες οι σημαντικές τεχνικές εφαρμογές απαιτούσαν ΣΡ (ηλεκτρόλυση, φόρτιση μπαταριών, φωτισμός με λυχνίες βολταϊκού τόξου κ.ά.), η παραγωγή του ΕΡ δεν έπαιζε κάποιο ρόλο. Η γεννήτρια παραγωγής βρισκόταν δίπλα στην κατανάλωση, οπότε την εποχή εκείνη δεν είχε προκύψει πρακτικά το πρόβλημα της τάσης κατά τη διανομή ηλεκτρικής ενέργειας με γραμμές μεγάλου μήκους, αν και ήταν γνωστό θεωρητικά. Γνωστή ήταν επίσης ήδη η αρχή λειτουργίας του μετασχηματιστή, χωρίς να υπάρχει ακόμα ζήτηση γι' αυτές τις μηχανές.

Παρ' όλα αυτά, η συζήτηση για τη σκοπιμότητα ΣΡ ή ΕΡ ήταν έντονη, γιατί όλοι αναγνώριζαν τη μελλοντική σημασία και τις τεχνικές και οικονομικές επιπτώσεις κάθε επιλογής. Οι Edison, λόρδος Kelvin και Werner Siemens ήταν υπέρ του ΣΡ, άλλοι λιγότερο διάσημοι προτιμούσαν το ΕΡ. Τελικά και όταν ο χρόνος έφερε ηρεμία στους προσωπικούς εγωισμούς, εκτιμήθηκε ότι ήταν συμφερότερο το σύστημα του ΕΡ. Οι εξελίξεις έδειξαν μετά από μερικές δεκαετίες ότι αυτή η επιλογή ήταν σωστή και, μερικές χώρες ή πολιτείες που επέλεξαν αρχικά το ΣΡ, ακολούθησαν καθυστερημένα και με σημαντικό κόστος αλλαγών το ΕΡ.

Με τη διάδοση της ηλεκτρικής γεννήτριας επεκτάθηκε και η χρήση των ηλεκτρικών κινητήρων, οι οποίοι ήταν κατά πολύ μικρότεροι και φθηνότεροι από τις ατμομηχανές κι έτσι αφαίρεσαν από εργαζόμενους βαρειές και ανθυγιεινές εργασίες. Σύντομα ήρθε όμως στο προσκήνιο οι μηχανές εσωτερικής καύσης οπότε, αφενός αντικαταστάθηκαν μέχρις εξαφανίσεως οι ατμομηχανές από τις παραγωγικές διαδικασίες, αφετέρου είχαν οι ηλεκτροκινητήρες ανταγωνισμό σε διάφορες εφαρμογές.

Γεγονός παραμένει πάντως ότι οι ηλεκτροκινητήρες ΣΡ της εποχής, μαζί με τους μεταγενέστερους μονοφασικούς και τριφασικούς κινητήρες ΕΡ, είχαν πάντα πολύ μεγαλύτερο βαθμό αποδόσεως (σήμερα πάνω από 90%) σε σχέση με τους κινητήρες εσωτερικής καύσης που έχουν βαθμό αποδόσεως μέχρι 35%.

 

Το στοιχείο Leclanche

Το έτος 1867 παρουσίασε ο μηχανικός Georges Leclanche (Λεκλανσέ, 1839-1882) ένα ηλεκτροχημικό στοιχείο νέας μορφής. Αποτελείτο από ένα ηλεκτρόδιο επεξεργασμένου ψευδάργυρου (αρνητικός πόλος), ένα υδατικό διάλυμα χλωριούχου αμμωνίου, σκόνη άνθρακα και ένα ηλεκτρόδιο άνθρακα (θετικός πόλος). Το στοιχείο αυτό παρείχε τάση περίπου 1,5V και, μετά από διάφορες βελτιώσεις, κατέληξε στα ξηρά στοιχεία που χρησιμοποιούμε μέχρι σήμερα, χωρίς κίνδυνο διαρροής υγρών κτλ.

Η ανάπτυξη αυτής της μπαταρίας ήταν περιπετειώδης, δεδομένου ότι ο Λεκλανσέ είχε εξοριστεί στο Βέλγιο, μαζί με το φίλο του συγγραφέα Βίκτωρα Ουγκώ, λόγω των πολιτικών συγκρούσεων γύρω από την πολιτική του Ναολέοντα Γ' στο Μεξικό. Γι' αυτό και όλες οι εργαστηριακές διατάξεις αυτού του ερευνητή, στις οποίες ανέπτυξε το ξηρό στοιχείο, βρίσκονται σήμερα στο μουσείο των Βρυξελών. Την εμπορική επιτυχία της μπαταρίας του Λεκλανσέ ευνόησε η συγκυρία του τηλεφώνου, το οποίο απαιτούσε τροφοδοσία και δεν υπήρχαν ακόμα δίκτυα ηλεκτρικής ενέργειας.

Το φαινόμενο Kerr

Το έτος 1875 περιέγραψε ο Φυσικός John Kerr (Κερ, 1824-1907) ένα φαινόμενο που πήρε το όνομά του, αλλά έμεινε για πολλά χρόνια αναξιοποίητο. Πρόκειται για τη διαπερατότητα του φωτός σε ορισμένα υγρά, η οποία μεταβάλλεται όταν δημιουργηθεί ηλεκτρικό πεδίο. Το φαινόμενο αυτό αξιοποιήθηκε αρκετές δεκαετίες αργότερα στην εφεύρεση Phonofilm του Lee de Forest για την πραγματοποίηση του ομιλούντος κινηματογράφου και στο τηλεοπτικό σύστημα του Karolus το έτος 1925.