پیدایش صنعت برق در جهان

امادرواقع علم الکتریسیته ازتاریخ ۱۷۸۵ میلادی که کولن قانون الکتریسیته ساکن را یافت وشباهت بسیار نزدیک آن رابا قانون جاذبه عمومی نشان داد،آغاز میشود. درسال ۱۸۰۰ میلادی ولتا پیل الکتریکی را اختراع کردو بالاخره درسال ۱۸۷۱ میلادی با اختراع ماشین گرام راه تبدیل کلان انرژی مکانیکی به انرژی الکتریکی و بالعکس باز شد.

انرژی الکتریکی را باید ارزشمندترین و مرغوب ترین نوع انرژی دانست،زیرا:

اولا به آسانی قابل انتقال ازجائی به جای دیگر است.

ثانیا قابل تبدیل به هرنوع انرژی دیگر است.

ثالثا» پاکیزه ترین نوع انرژی است وهیچ نوع آلودگی زیست محیطی ندارد.

هرچند با اختراع پیل درسال ۱۸۰۰ میلادی،استفاده های عملی از انرژی الکتریکی درمواردی مانند تلگراف وتلفن آغاز شد،اما شروع استفاده کلان ازاین انرژی به بعد از اختراع ماشین گرام درسال ۱۸۷۱ میلادی مربوط میشود که باید آن را نوع اولیه ژنراتورها وموتورهای برق امروزی دانست.نخستین مولد برق درحدود ۱۲سال پس از اختراع ماشین گرام وارد ایران شده است.

اگرچه که الکتریسته به عنوان نتیجه واکنش شیمیایی ای که در یک پیل الکترولیک از زمانی که الساندرو ولتا در سال۱۸۰۰م این آزمایش را انجام داد، شناخته می شده است، اما تولید آن به این روش گران بوده و هست. در سال ۱۸۳۱م، میشل فارادی ماشینی ابداع کرد که از حرکت چرخشی تولید الکتریسته می کرد، اما حدود پنجاه سال طول کشید تا این فن آوری از نظر اقتصادی مقرون به صرفه شود. در سال ۱۸۷۸م، توماس ادیسون جایگزین عملی تجاری ای را برای روشنایی‌های گازی و سیستم‌های حرارتی ایجاد کرد و به فروش رساند که از الکتریسته جریان مستقیمی استفاده می‌کرد که بطور منطقه‌ای تولید و توزیع شده بود، استفاده می‌کرد. در سیستم جریان مستقیم ادیسون، ایستگاه‌های تولید توان اضافی می‌بایست نصب‌می‌شدند. بدلیل اینکه ادیسون قادر نبود سیستمی را تولید کند که به ژنراتورهای چندگانه اجازه بدهد که به یکدیگر متصل شوند، گسترش سیستم او نیاز داشت که تمامی ایستگاه های تولید جدید مورد نیاز ساخته شوند.

نیاز به نیروگاه های اضافی ابتدا توسط قانون اهم بیان شده است: بدلیل اینکه تلفات با مربع جریان یا بار و با خود مقاومت متناسب است، بکار بردن کابل های طولانی در سیستم ادیسون به مفهوم داشتن ولتاژهای خطرناک در برخی نقاط یا کابل های بزرگ و گران قیمت و یا هر دوی اینها بود.

نیکولا تسلا که مدت کوتاهی برای ادیسون کار می‌کرد و تئوری الکتریسته را بگونه ای درک کرده بود که ادیسون درک نکرده بود، سیستم جایگزینی را ابداع کرد که از جریان متناوب استفاده می کرد. تسلا بیان داشت که دو برابر کردن ولتاژ جریان را نصف می کند و منجر به کاهش تلفات به میزان ۴/۳ می شود و تنها یک سیستم جریان متناوب اجازه انتقال بین سطوح ولتاژ را در قسمت های مختلف آن سیستم ممکن می‌سازد. او به توسعه و تکمیل تئوری کلی سیستم‌اش ادامه داد و جایگزینی تئوری و عملی برای تمامی ابزارهای جریان مستقیم آن زمان ابداع کرد و ایده‌های بدیعش را در سال ۱۸۸۷م در ۳۰ حق انحصاری اختراع به ثبت رساند.

در سال ۱۸۸۸م کار تسلا مورد توجه جرج وستینگهاوس که حق انحصاری اختراع یک ترانسفورماتور را در اختیار داشت و یک کارخانه روشنایی را از سال ۱۸۸۶م در گریت بارینگتون، ماساچوست راه اندازی کرده بود، قرار گرفت. اگرچه که سیستم وستینگهاوس می توانست از روشنایی های ادیسون استفاده کند و دارای گرم کننده نیز بود، اما این سیستم دارای موتور نبود. توسط تسلا و اختراع ثبت شده اش، وستینگهاوس یک سیستم قدرت برای یک معدن طلا در تلورید، کلورادو در سال ۱۸۹۱ ساخت که دارای یک ژنراتور آبی ۱۰۰ اسب بخار(۷۵ کیلو وات) بود که یک موتور ۱۰۰ اسب بخار (۷۵ کیلو وات) را در آنسوی خط انتقالی به فاصله ۵/۲ مایل (۴ کیلومتر) تغذیه می کرد. سپس در یک قرارداد با جنرال الکتریک که ادیسون مجبور به فروش آن شده بود، شرکت وستینگهاوس اقدام به ساخت یک نیرگاه در نیاگارا فالس کرد که دارای سه ژنراتور تسلای ۵۰۰۰ اسب بخار بود که الکتریسته را به یک کوره ذوب آلومینیوم در نیاگارا ، نیویورک و به شهر بوفالو، نیویورک به فاصله ۲۲ مایل (۳۵ کیلومتر) انتقال می داد. نیروگاه نیاگارا در ۲۰ آوریل ۱۸۹۵م شروع به کار کرد.

از آنجا که صنعت برق از ابتدای پیدایش تاکنون همواره با موضوع روشنائی همراهی وملازمه داشته است،خالی از فایده نخواهد بود که نگرشی به سیرتکامل فن روشنائی و وقایع شاخص تاریخی دراین موضوع داشته باشیم:

– ازاوایل قرن ۱۹میلادی، استفاده از گاز شهری برای تهیه روشنائی وگرمادرکشورهای اروپایی متداول شد.

-درسالهای دهه۱۸۷۰ میلادی نفت پالایش وبرای مصرف چراغهای نفتی به بازار عرضه شد. (شروع استفاده ازاین چراغها درایران،به سالهای پایانی سلطنت ناصرالدین شاه بازمی‌گردد.)

– درسال ۱۸۷۸ میلادی، چراغ قوسی اختراع شدکه براساس تخلیه الکتریکی بین دو الکترود کار می‌کرد.

– درسال ۱۸۷۹ میلادی، ادیسون لامپ‌های التهابی خلا را اختراع کرد.

– درسال ۱۸۸۲ میلادی،ادیسون اولین ایستگاه مرکزی تجاری خودرابرای تامین روشنائی دریکی از خیابانهای نیویورک تاسیس کرد.

– درسال۱۹۰۷ میلادی بااستفاده از رشته تنگستن، بازده نوری چراغهای التهابی به ۸ لومن برای هر وات رسید.

– درسال۱۹۱۷ میلادی بازده چراغهای التهابی تا ۱۰لومن برای هر وات افزایش یافت.

– درسال۱۹۳۰ میلادی چراغهای فلورسنت با بازدهی ۵ برابر چراغهای التهابی وارد بازار شد.

– بالاخره درسالهای اخیر نوع تازه ای از چراغهای فلورسنت بااستفاده از مدار الکتریکی و با حجم کم،طیف نوری بهتر و عمر طولانی تر به نام چراغهای کم مصرف وارد بازار شده است.

می‌توان چنین استنباط کرد که تا حدود سال ۱۳۰۶ هجری قمری (۱۲۸۶ هجری شمسی و۱۸۸۹ میلادی) شبکه های برق رسانی به مفهوم امروزی هنوز عمومیت نیافته بود و برق فقط دراماکن محدود و مخصوص مانند کاخها،تئاترها وکارخانه ها آن هم در مقیاس کوچک واساسا» به منظور تامین روشنائی مصرف می‌شده وتبدیل برق به انرژی مکانیکی برای گرداندن چرخهای کارخانه ها وموارد مشابه،مراحل ابتدایی خودرا طی می‌کرده است.

آن طور که از آثار مکتوب و سفرنامه های باقی مانده برمیاید،نخستین برخوردها وآشنائیهای قابل ذکر ایرانیان با آثار انقلاب صنعتی دراروپا به سالهای اولیه قرن۱۹ میلادی باز می‌گردد.