Jak dzięki Edisonowi prąd stał się towarem

Wynalezienie żarówki przez Edisona może budzić pewne wątpliwości. Natomiast żadnych wątpliwości nie ma, gdy mówimy o upowszechnieniu elektrycznego oświetlenia. Tutaj zasługi Edisona są absolutnie bezsporne.

Aktualizacja: 29.12.2019 16:26 Publikacja: 29.12.2019 00:01

Thomas Alva Edison (1847–1931) podczas eksperymentów w swoim laboratorium

Thomas Alva Edison (1847–1931) podczas eksperymentów w swoim laboratorium

Foto: Rzeczpospolita

Sam wynalazek to połowa sukcesu. Druga część, to praktyczne szczegóły. Thomas Alva Edison, który skonstruował żarówkę dającą milsze dla oka światło niż wcześniej stosowane lampy łukowe (świece Jabłoczkowa), potrafił myśleć w sposób ekonomiczny. Uważał – całkiem słusznie – że wynalazek sam w sobie nie jest ostatecznym celem. Sukces polega na tym, żeby ludzie z tego wynalazku korzystali. No i za niego płacili!

Po wynalezieniu żarówki i po uzyskaniu na nią patentu (co opisałem w poprzednim artykule: „Niech się stanie światło!", „Rzecz o Historii", wydanie z 13 grudnia 2019 r.) Edison zadbał o upowszechnienie tego wynalazku. Pierwsza rzecz, z którą się musiał zmierzyć, wiązała się z faktem, że żarówka była jednak – mimo ulepszeń – źródłem światła o ograniczonej żywotności. Osiągnięto wprawdzie czas życia na poziomie 100 godzin świecenia, ale po tym czasie żarówka się nieuchronnie przepalała. Inni twórcy źródeł elektrycznego światła nie przejmowali się tym specjalnie. Świece Jabłoczkowa, pierwsze źródła światła elektrycznego, miały żywotność tylko ok. 1,5 godziny, a jednak były chętnie kupowane i często stosowane. Ale Edison dbał o wszystkie szczegóły, także takie, które decydowały o wygodzie użytkownika jego wynalazków.

W pełni oryginalnym pomysłem Edisona związanym z techniką oświetleniową był gwintowany trzonek, dzięki któremu żarówkę łatwo było wkręcić do dowolnej lampy (oczywiście mającej odpowiednią oprawkę) i łatwo było ją także wymienić, gdy się przepaliła. Trzonek ten był dobrze przemyślany: łatwy do wytworzenia (był to kawałek odpowiednio wytłoczonej blachy), tak zwymiarowany, że wkręcenie czy wykręcenie żarówki mogło być wykonane bez żadnych narzędzi i bez większego wysiłku przez dowolnego użytkownika, także niemającego w żadnego pojęcia o elektryczności. Trzonek Edisona jest odporny na wysoką temperaturę wytwarzaną przez żarówkę, zapewnia jej dobry kontakt elektryczny, ale także chroni przed elektrycznym porażeniem użytkownika. Wszystko to sprawia, że trzonek ten jest do dzisiaj stosowany i oznaczany jest ES (Edison Screw), chociaż same żarówki są obecnie zastępowane przez bardziej oszczędne źródła światła, w szczególności diody LED.

Prawdziwy zarobek gwarantuje sprzedaż prądu

Drugim pomysłem Edisona było powiązanie oświetlenia elektrycznego z produkcją (i sprzedażą!) prądu do zasilania tych żarówek. Inni wynalazcy przechodzili nad tym do porządku dziennego, zakładając, że użytkownik skorzysta z dostępnych już wtedy baterii elektrycznych albo że będzie miał własny generator elektryczności (zwykle maszynę parową połączoną z prądnicą), gdy użytkownikiem tym była fabryka lub inna instytucja korzystająca z wielu źródeł światła. Edison pomyślał o zwykłych mieszkańcach miast, którym prąd do żarówek trzeba było dostarczyć, ale którzy mogli stać się źródłem dodatkowych stałych dochodów – bo żarówkę kupuje się raz na jakiś czas, a za prąd trzeba płacić ustawicznie.

Odkrycie, że prąd może być towarem, było odkryciem epokowym. Edison w 1882 r. uruchomił w Nowym Jorku pierwszą elektrownię, która zasilała docelowo 7200 żarówek w: sklepach, hotelach, biurach, a potem w domach prywatnych. Elektrownia mieściła się przy ulicy Pearl Street i była wyposażona w sześć dużych prądnic o mocy 100 kW każda. Dzisiaj to śmiesznie mało, ale gdy Edison uruchomił swoją „fabrykę prądu", dziennikarze nazwali te prądnice jumbo-dynamo i nie kryli podziwu dla ich potęgi. Pisano nawet o elektrycznym oświetleniu całego Manhattanu, co jednak było przesadą, bo maksymalna odległość, na jaką Edison był w stanie przesyłać prąd, wynosiła 30 km.

Edison sam zbudował w sumie 121 elektrowni. Wymyślił liczniki energii elektrycznej, które umożliwiały dokładne rozliczenia z klientami, a także bezpieczniki zapobiegające skutkom przypadkowych zwarć. Sprzedaż prądu okazała się jednak trudniejsza niż pierwotnie przypuszczano. I tu geniusz Edisona zawiódł.

Na arenę wkracza Nikola Tesla

W związku z rozbudową elektrowni Edisona pojawił się problem: przesyłanie prądu stałego na większe odległości wiązało się z dużymi stratami energii. Żarówki w domach położonych dalej od elektrowni świeciły słabiej. Edison próbował ulepszyć system przesyłania prądu przez zwiększenie napięcia w elektrowni (do 110 V) i przez układanie (głównie pod ziemią) grubszych przewodów, ale gdy doszedł do konieczności korzystania z przewodów o grubości szyny kolejowej – załamał się, i ogłosił, że da 50 tys. dolarów temu, kto pomoże rozwiązać ten problem.

Wynalazcą, który rozwiązał problem, był przybysz z Europy, pracujący w laboratorium Edisona, Nikola Tesla. Przybył on do USA w 1884 r., a w 1886 r. zatrudnił się u Edisona, którego bardzo podziwiał i któremu chciał koniecznie dorównać. Gdy usłyszał o wyzwaniu, jakie rzucił Edison w kontekście taniej dystrybucji energii elektrycznej, pracował zaciekle przez cały rok i w 1887 r. przedstawił Edisonowi gotowy projekt. Istota pomysłu Tesli polegała na zastąpieniu używanego do tej pory prądu stałego prądem zmiennym.

Kilka słów wyjaśnienia dla czytelników, którzy się do tej pory problemem rodzaju prądu nie interesowali. Używamy stale różnych urządzeń elektrycznych i na ogół nie myślimy o tym, że w istocie są dwa rodzaje elektryczności. W komórkach, laptopach, latarkach – ale także w samochodach – używamy prądu stałego. Płynie on stale od elektrody oznaczonej „+" do „–" i dostarcza energii potrzebnej do działania zasilanych urządzeń. Ten rodzaj elektryczności wynaleziono najwcześniej i zastosowano w praktyce do różnych celów. Prąd stały ma jednak swoje ograniczenia, o czym właśnie przekonał się Edison.

Nikola Tesla zaproponował wytwarzanie prądu zmiennego, to znaczy takiego, który płynie raz w jedną, a raz w drugą stronę. Właśnie taki prąd mamy w naszych gniazdkach elektrycznych. Zmienia on kierunek 50 razy na sekundę. Żarówce jest oczywiście obojętne, w jaką stronę płynie prąd. Natomiast zaletą prądu zmiennego jest to, że podczas przesyłania na odległość można zwiększyć jego napięcie za pomocą transformatora. Przesyłając prąd za pomocą sieci wysokiego napięcia, zmniejsza się straty energii. Na przykład w Polsce, używając sieci o napięciu 110 tys. V, zmniejszamy straty energii 250 tys. razy w stosunku do przesyłania prądu przy napięciu 230 V (taki mamy w gniazdkach). Potem napięcie się obniża kolejnym transformatorem, bo prąd o wysokim napięciu byłby niebezpieczny dla nas i dla wszystkich naszych urządzeń elektrycznych. Tak to działa i jest stosowane we wszystkich krajach na świecie, chociaż bywają lokalne różnice dotyczące szczegółów. Na przykład napięcie użytkowe, które u nas wynosi obecnie 230 V, często bywa ograniczone do 220 lub nawet 110 V. Natomiast linie przesyłające prąd na bardzo duże odległości pracują czasem pod napięciem nawet 1 150 000 V (w dawnym ZSRR).

Zalety energetyki opartej na prądzie zmiennym (zwłaszcza trójfazowym) są bezdyskusyjne. Nie dość na tym, że prąd zmienny można taniej przesyłać, dodatkowo także prądnice prądu zmiennego są wydajniejsze, a silniki elektryczne napędzane prądem zmiennym są prostsze w konstrukcji i tańsze.

Edison jednak nie chciał słyszeć o prądzie zmiennym. Nie wiadomo dlaczego. Nie wypłacił Tesli obiecanej nagrody, uzasadniając to w dość dziwny sposób. Powiedział, że obietnica 50 tys. dolarów to był żart, a Tesla jako imigrant nie zna się na amerykańskich żartach.

Od kopania rowów do wielkiego majątku

Oczywiście Tesla odszedł z pracy u Edisona i chciał swoje idee wcielać w życie samodzielnie. Nie było to jednak łatwe. Edison miał całe przedsiębiorstwo, które wdrażało w praktyce jego liczne wynalazki. Tesla ze swoją genialną ideą był całkiem sam. Dlatego musiał się utrzymywać z różnych zajęć – na przykład pracował jako kopacz rowów.

Człowiekiem, który uwierzył w koncepcje Tesli i pomógł mu je zrealizować, był George Westinghouse, współwłaściciel Western Union Company, który pomógł Tesli w zbudowaniu pierwszej dużej elektrowni prądu przemiennego oraz linii przesyłowych, które zasiliły prądem oświetlenie na wszystkich stacjach kolejowych Western Union na północnym wschodzie USA. To był duży i zauważalny sukces.

Tesla w 1888 r. sprzedał swoje patenty na prądnice, transformatory i silniki oparte na prądzie zmiennym i stał się nareszcie dość zamożnym oraz znanym człowiekiem, a systemy energetyczne oparte na odkrytych przez niego zasadach zaczęły się rozpowszechniać – ku wielkiemu niezadowoleniu Edisona. Gdy Westinghouse wygrał konkurs na oświetlenie urządzeniami bazującymi na wynalazkach Tesli Kolumbijskiej Wystawy Światowej w Chicago w 1893 r., Edison przystąpił do ataku.

Mając wielu wpływowych przyjaciół, a także dużo pieniędzy i zasłużoną opinię wielkiego wynalazcy, usiłował wszelkimi sposobami zdyskredytować systemy oparte na prądzie zmiennym oraz zniesławić samego Teslę. Na przykład głosił publicznie, że prąd zmienny może być niebezpieczny i zademonstrował to, zabijając publicznie prądem słonicę imieniem Topsy. Jedyne, co zyskał, to wynalazek krzesła elektrycznego, na którym w USA przez wiele lat potem zabijano skazańców, natomiast prądu zmiennego na szczęście nie udało mu się zdyskredytować i dzisiaj wszyscy wszędzie używamy go – według wynalazku Tesli.

Sam wynalazek to połowa sukcesu. Druga część, to praktyczne szczegóły. Thomas Alva Edison, który skonstruował żarówkę dającą milsze dla oka światło niż wcześniej stosowane lampy łukowe (świece Jabłoczkowa), potrafił myśleć w sposób ekonomiczny. Uważał – całkiem słusznie – że wynalazek sam w sobie nie jest ostatecznym celem. Sukces polega na tym, żeby ludzie z tego wynalazku korzystali. No i za niego płacili!

Po wynalezieniu żarówki i po uzyskaniu na nią patentu (co opisałem w poprzednim artykule: „Niech się stanie światło!", „Rzecz o Historii", wydanie z 13 grudnia 2019 r.) Edison zadbał o upowszechnienie tego wynalazku. Pierwsza rzecz, z którą się musiał zmierzyć, wiązała się z faktem, że żarówka była jednak – mimo ulepszeń – źródłem światła o ograniczonej żywotności. Osiągnięto wprawdzie czas życia na poziomie 100 godzin świecenia, ale po tym czasie żarówka się nieuchronnie przepalała. Inni twórcy źródeł elektrycznego światła nie przejmowali się tym specjalnie. Świece Jabłoczkowa, pierwsze źródła światła elektrycznego, miały żywotność tylko ok. 1,5 godziny, a jednak były chętnie kupowane i często stosowane. Ale Edison dbał o wszystkie szczegóły, także takie, które decydowały o wygodzie użytkownika jego wynalazków.

Pozostało 87% artykułu
2 / 3
artykułów
Czytaj dalej. Subskrybuj
Historia
Pomogliśmy im odejść z honorem. Powstanie w getcie warszawskim
Materiał Promocyjny
Wykup samochodu z leasingu – co warto wiedzieć?
Historia
Jan Karski: nietypowy polski bohater
Historia
Yasukuni: świątynia sprawców i ofiar
Historia
„Paszporty życia”. Dyplomatyczna szansa na przetrwanie Holokaustu
Materiał Promocyjny
Jak kupić oszczędnościowe obligacje skarbowe? Sposobów jest kilka
Historia
Przemyt i handel, czyli jak Polacy radzili sobie z niedoborami w PRL