Serie (14): Wie funktionierte eigentlich...

 

 

Elektrifizierung, das ist die Entwicklung der Elektrizität von den ersten, noch zufälligen, Entdeckungen über Entwicklungen verschiedener Erfinder bis zum heutigen Stand der Technik. Aber wie hat das angefangen?

Der erste "Stromerzeuger" war ein Material, auf das normalerweise niemand kommen würde: Bereits im sechsten Jahrhundert vor Christus fand der griechische Philosoph und Mathematiker Thales von Milet heraus, dass Bernstein (siehe Foto), an einem Tierfell gerieben, haftend wirkt. Die Bedeutung seiner Entdeckung war ihm zu diesem Zeitpunkt nicht klar, Bernstein aber hat bis heute einen festen Platz in der Elektronik. Nicht als Stoff jedoch: Das Wort Bernstein heißt im Altgriechischen Elektron.

 

Der Engländer William Gilbert führte zu Beginn des 16. Jahrhunderts weitere Experimente durch. Er konnte den Effekt der statischen Aufladung eindeutig vom bereits bekannten Magnetismus unterscheiden. Für seine Forschungen verwendete er unter anderem Bernstein und er war es auch, der zum ersten Mal den Begriff „elektrisch“ benutzte. Auf der Grundlage dieser Entdeckungen entwickelte der deutsche Physiker Otto von Guericke den ersten Generator. Er bestand im Wesentlichen aus einer drehend angebrachten Schwefelkugel, die beim Rotieren Funken erzeugte.

Im Jahre 1733 schließlich entdeckte der Franzose du Fay, dass es neben den negativ geladenen Elektronen auch positiv geladene Teilchen gibt, die Protonen.

 

Benjamin Franklin sorgte im Jahr 1752 durch ein besonderes Experiment für Aufsehen: Während eines Gewitters ließ er einen Drachen steigen, über dessen Schnur es Funken „regnete“. Damit bewies er nicht nur, dass Blitze elektrisch geladen sind, er erfand ganz nebenbei auch den Blitzableiter. Auch der Italiener Galvani führte ganz spezielle Experimente durch. Er berührte Froschbeine (Großbildansicht) mit einem Metallmesser, die Muskelbewegungen auslösten. Er nannte seine Entdeckung „tierische Elektrizität“. Eigentliche Ursache war jedoch der Stromfluss zwischen dem Messer aus Stahl und der Unterlage für den Frosch, die aus Zinn bestand.

 

Alessandro Volta, Namensgeber für die Größenbezeichnung von Spannung, setzte diese Experimente fort und erfand im Jahr 1800 schließlich den Vorläufer der heutigen Batterie (Siehe Volta'sche Säule links). Der Däne Oersted fand 1820 heraus, dass elektrische Ströme Magnetfelder erzeugen können. Dies diente dem Franzosen Ampère als Grundlage für seine Theorien vom Elektromagnetismus.

 

Wenige Jahre später, 1826, entwickelte der deutsche Physiker Ohm das Ohmsche Gesetz, eine Formel, die die Größen Spannung, Widerstand und Stromstärke in Zusammenhang bringt. Die Funktionsweise der elektromagnetische Induktion wurde 1831 vom Briten Faraday entdeckt. Faraday ist Namensgeber für den sogenannten Faraday’schen Käfig, ein Prinzip, dass uns beispielsweise im Auto vor einem Blitzschlag schützt.

Schließlich wurde, im Jahre 1866, vom deutschen Ingenieur Siemens die erste Dynamomaschine erfunden und damit der erste Generator, der auch in der Praxis eingesetzt werden konnte.

 

Ab 1882 wurden dann die ersten Kraftwerke entwickelt; daran war unter anderem Thomas Edison beteiligt. Die Kraftwerke arbeiteten zunächst mit Gleichstrom, was aber zu einigen Problemen führte, da sich der bei niedriger Spannung produzierte Gleichstrom nur über kurze Strecken transportieren lässt. Der Amerikaner Westinghouse widmete sich der Entwicklung des Wechselstroms, der dank seiner höheren Spannung weiter transportiert werden kann als Gleichstrom. Der Elektrotechniker Tesla entwickelte 1891 einen Transformator für die Erzeugung von Hochspannung für Wechselstrom. Der Wechselstrom konnte sich durchsetzen. Mehr und mehr wurden Unternehmen und private Haushalte ans öffentliche Stromnetz geschlossen. Ab 1930 wurde dieser Anschluss großflächig betrieben. Seitdem ist der elektrische Strom aus dem Leben der meisten Menschen nicht mehr wegzudenken.

Die Elektrifizierung ist noch nicht abgeschlossen, immer noch verfügen zwei Milliarden Menschen nicht über einen Zugang zum Stromnetz. Die Methoden zur Stromgewinnung werden immer besser, mittlerweile kann man sich durch Sonnenlicht und Erdwärme mit Strom versorgen. Doch das Rad erfindet heute niemand mehr neu: Alle bekannten Entwicklungen beruhen auf Prinzipien, die in den vergangenen Jahrhunderten entdeckt wurden.
Etwa 18.000 Terrawattstunden Strom werden mittlerweile jährlich verbraucht – Tendenz steigend. Wir können uns ein Leben ohne ständig verfügbaren Strom nicht mehr vorstellen, das Leben steht still, wenn der Strom einmal ausfällt.