Geschichte der Elektrotechnik

Der englische Naturforscher William Gilbert (1544-1603) baut das Elektroskop. Gilbert untersuchte Stoffe nach der Eigenschaft auf Reibungselastizität. Bei geriebenen Bernstein war dies bereits seit dem Mittelalter bekannt. Er fand heraus, dass u. a. Edelsteine und Glas sich bei der Reibung wie Bernstein verhalten. Diese Materialien nannte er "electrics", zurückgehend auf das griechische Wort elektron für Bernstein. Die wirkende Kraft nannte er lateinisch "vis electrica". Daraus wurde später der Begriff Elektrizität.

Otto von Guericke (1602-1686), Bürgermeister der Stadt Magdeburg, beschäftigt sich mit der Elektrizität und baut die erste Elektrisiermaschine. Bestehend aus einer Schwefelkugel die sich um eine Eisenachse dreht, konnte man die Kugel durch Reibung mit der Hand statisch aufladen. Mit der geladenen Schwefelkugel konnte er eine zweite Schwefelkugel aufladen und damit eine Vielzahl von Experimenten durchführen. Er entdeckte u. a. die Erscheinung der elektrischen Leitung, die Influenz und die Spitzenwirkung.

Isaac Newton und Gottfried Wilhelm Leibnitz machen Versuche zur Elektrizität.

Dalibard weist Elektrizität in Gewitterwolken nach. Benjamin Franklin erfand den Blitzableiter und veröffentlichte 1751 bis 1753 die Resultate seiner Experiments and Observations on Electricity

James Watt (1736-1819) erschuf die erste brauchbare Dampfmaschine. Nach ihm wurde die Einheit der Leistung "Watt" genannt. Die Einheit "Watt" ist eine abgeleitete SI-Einheit der physikalischen Größe Leistung P: 1 W = 1 J/s = 1 kg m²/s³. Ein Watt ist die Leistung, die eine Energie von 1 Joule innerhalb von 1 s umsetzt.

Der italienische Gelehrte Alessandro Volta erzielt Fortschritte auf dem Gebiet der Elektrisiermaschinen.

Coulomb entdeckt die Gesetze des Magnetismus und der statischen Elektrizität.

1792 machte Luigi Galvani sein legendäres Froschschenkel-Experiment.

Von den Experimenten Galvani's angeregt, entwickelt der Italiener Alessandro Graf Volta (1745-1827) die Theorie vom elektrischen Strom und entdeckt die Elektrolyse von Wasser. Volta baute um 1800 die so genannte Volta'sche Säule, eine erste funktionierende Batterie. Dies war das erste Element, das Strom erzeugt. Ihm zu Ehren wird die abgeleitete SI-Einheit der elektrischen Spannung U in "Volt" genannt. 1 V = 1 J/C = 1 kg m²/(s³ A). Ein Volt ist die elektrische Spannung zwischen zwei Punkten eines Leiters, in dem bei einem Strom von 1 Ampere eine Leistung von 1 Watt umgesetzt wird.

Sir Humphry Davy entdeckt zwei Wege, mit Elektrizität Licht zu erzeugen: Strom lässt Metalldrähte glühen und leuchten, Strom lässt Lichtbogen zwischen zwischen zwei Kohlestäbchen überschlagen.

Der Däne Hans Christian Oerstedt (1777-1851) entdeckt die Zusammenhänge zwischen Elektrizität und Magnetismus. Den Elektromagnetismus bewies er durch das Heranführen einer Kompassnadel an einen stromdurchflossenen Leiter.

Der Franzose André Marie Ampère (1775-1836) entwickelt die Wissenschaft des Elektromechanismus. Ampère führte die Experimente von Oerstedt weiter und wies nach, dass zwei stromdurchflossene Leiter eine Kraft aufeinander ausüben. Ampère erklärte den Begriff der elektrischen Spannung und des elektrischen Stromes und legte die Stromrichtung fest. Nach ihm wird die SI-Basiseinheit der elektrischen Stromstärke (I) benannt. Mit einem Ampere (A) wird die Stärke eines elektrischen Stromes definiert, der durch zwei im Vakuum befindliche, im Abstand von 1 m parallelen, unendlich langen Leiter fließt und auf je 1 m Länge eine Kraft 0,2 µN hervorrufen würde. Damit ein Strom von einem Ampere (1 A) fließt, müssen 6,25 Trillionen Elektronen durch einen Querschnitt wandern. Maßgeblich ist deshalb nicht wie schnell die Elektronen durch einen Querschnitt driften, sondern welche Anzahl von Elektronen innerhalb einer bestimmten Zeit befördert werden.

Der deutsche Professor Simon Ohm (1789-1854) entdeckt als erster die Beziehung zwischen Spannung, Widerstand und Stromstärke. Auf seiner Entdeckung beruht das Grundgesetz der Elektrotechnik, genannt das Ohmsche Gesetz. Dieses Gesetz beschreibt den Zusammenhang von elektrischer Spannung U, elektrischem Strom I und dem elektrischen Widerstand R bei passiven Zweipolen, allgemein als Verbraucher bezeichnet. Die Beziehung zwischen Spannung, Strom und Widerstand verdeutlicht eine der folgenden drei Aussagen des Ohmschen Gesetzes: Bei gleichbleibender Spannung hängt die Stärke des fließenden Stromes vom Widerstand ab, den ihm der Stromkreis entgegensetzt. U =I x R (bei Gleichspannung), U = Z x I (bei Wechselspannung; Z für Scheinwiderstand). Ist der Quotient U/I konstant, wird der Widerstand R als Ohmscher Widerstand bezeichnet.

Der englische Naturforscher Michael Faraday (1791-1867) entdeckte 1831, dass in einer Drahtspule um einen Eisenkern Strom fließt, sobald man einen Magneten der Spule nähert bzw. wieder von der Spule entfernt. Das Erzeugen einer elektrischen Spannung mit Hilfe eines Magneten wird als elektromagnetische Induktion, abgeleitet dem lateinischem Begriff "inducere = hineinfügen" bezeichnet. An den Enden einer Spule entsteht eine Induktionsspannung, wenn sich das Magnetfeld ändert, das die Induktionsspule durchsetzt. Mit seinem Unipolarmotor zeigt er das Prinzip des Elektromotors. Bald darauf wurden Maschinen konstruiert, die Induktionsspannungen erzeugten. Man drehte entweder Spulen vor feststehenden Dauermagneten oder umgekehrt. Von Nachteil war, dass die Magnetkraft der Dauermagnete allmählich nachließ. Ersetzte man die Dauermagnete durch Elektromagnete, so war eine zusätzliche Spannungsquelle als Fremderregung notwendig.

Der Physiker von Jacobi (1801-1875) baut in Petersburg den praktisch ersten verwertbaren Elektromotor mit knapp 1 PS Leistung.

Lenzsche Regel des Elektromagnetismus. Thermoelektrischer Effekt 2 durch Peltier.

Erstes Transatlantikkabel für eine Telegrafenverbindung zwischen Europa und den USA wird verlegt.

Gustav Robert Kirchhoff gehört zu den scharfsinnigsten Physikern des 19. Jh. Seine Hauptleistung,das Gesetz über das Emissions- Asorptionsvermögen strahlender Körper, bildete einen Ausgangspunkt für die Herausbildung der Quantenphysik. Die Kirchhoffschen Gesetze sind eines seiner wissenschaftlichen Erfolge. 1848 verfasste er seine Habilitationsschrift über Folgerungen aus dem Ohmschen Gesetz. An viele Arbeiten Kirchhoffs wurde nach seinem Tod von anderen Physikern angeknüpft und sie wurden weiter ausgebaut.

Der deutsche Uhrmacher Heinrich Göbel erfand das Prinzip der Glühlampe.

Philipp Reis erfindet 1860 am Institut Garnier in Friedrichsdorf das Telefon und damit die elektrische Sprachübermittlung. Allerdings wurde seiner Erfindung keine große Beachtung geschenkt, so dass erst 1876 Alexander Graham Bell in den USA das erste wirtschaftlich verwendbare Telefon konstruierte und auch erfolgreich vermarktete.

Werner von Siemens (1816-1892) entdeckte 1866 das dynamoelektrische Prinzip, die sogenannte Selbsterregung. Aufgrund des vorhandenen Magnetismus in den Eisenkernen der Feldmagnete wurde in der Ankerwicklung eine geringe Spannung induziert, die im geschlossenen Stromkreis einen geringen Strom hervorrief. Durch diesen schwachen Strom wurde in den Feldmagneten ein schwaches Magnetfeld erzeugt, das aber ausreichte, die im Anker induzierte Spannung zu vergrößern. Damit war die Dynamomaschine erfunden, aus der später der Generator entstand.

Edisons Gleichstrommaschine war in Europa eine der ersten Maschinen für elektrisches Licht. Thomas Alva Edison baut die erste brauchbare elektrische Lampe und gilt deshalb als Erfinder der Glühlampe. Edison ist außerdem der Erfinder des Kohlemikrofons und des Phonographen. Zur gleichen Zeit experimentieren Nikola Tesla und Michail von Dolivo-Dobrowolsky mit Wechselstrom. Sie waren die Pioniere des Wechselstroms und schufen durch ihre bahnbrechenden Erfindungen die Grundlagen der heutigen Energieversorgungssysteme.

Erste elektrische Eisenbahn, gebaut von Werner von Siemens, fährt auf der Berliner Gewerbeausstellung mit einer Höchstgeschwindigkeit von 12 km/h.

Pierre und Paul-Jacques Curie entdecken die Piezoelektrizität. Sie fanden heraus, dass durch einen bestimmten Druck auf Piezokristalle eine Spannung von mehreren Zehntausend Volt bei einen sehr niedrigen Strom erzeugt wird.

Erste deutsche Blockstation von Paul Reißer in Stuttgart geht in Betrieb (Strom für 30 Glühlampen) und die ersten elektrischen Straßenlampen Berlins erleuchten die Leipziger Straße, den Potsdamer Platz und die Kochstraße.

Der Transformator wird erfunden - Strom mit hoher Spannung kann damit über weite Strecken transportiert werden. Nipkow entwickelt das Grundprinzip des Fernsehers. John Logie Baird baute dann 1926 mit einfachsten Mitteln den ersten mechanischen Fernseher auf Grundlage der Nipkow-Scheibe.

Friedrich August Haselwander baut einen dreiphasigen Synchrongenerator

Heinrich Rudolf Hertz (1857-1894) erzeugt die ersten elektromagnetischen Wellen und gab damit den Anstoß zur Entwicklung der drahtlosen Telegraphie sowie der Rundfunk und Fernsehtechnik. Die abgeleitete SI-Einheit der Größe Frequenz f wurde nach ihm benannt. Ein Hertz ist die Frequenz eines periodischen Vorgangs (Schwingung), der genau 1 Sekunde dauert. Hertz gelang 1884 der experimentelle Nachweis der Maxwellschen Gleichungen. Er wies die Existenz elektromagnetischer Wellen nach. Er ist somit der Begründer der Grundlagen der drahtlosen Informationsübertragung und damit auch der Nachrichtentechnik.

Der deutsche Konstrukteur Michael von Dolivo-Dobrowolsky entwickelt den ersten brauchbaren Motor mit Dreiphasenwicklung, dem er den Namen Drehstrommotor gab. Dieser Motor erreichte eine Leistung von ca. 75 W. Die Versuche mit diesem Motor führten zum Bau technisch brauchbarer Drehstrommotoren, deren Leistung bald auf 75 kW gesteigert wurde. Da sich Wechselstrom transformieren lässt, schuf er die Voraussetzung, elektrische Energie über große Entfernungen zu übertragen.

Erste Drehstromkraftübertragung über größere Entfernungen von Laufen nach Frankfurt a. M. anläßlich der Elektrotechnischen-Ausstellung realisiert.

Wilhelm Conrad Röntgen entdeckt die Röntgenstrahlen und leitet so mit Hilfe des Stroms eine Revolution der medizinischen Diagnose ein.

Der Verband deutscher Elektrotechniker stellt erste Sicherheitsbestimmungen für elektrische Anlagen auf. Guglielmo Marconi führt über 3 km die weltweit erste drahtlose Funkübertragung aus. Basierend auf seinen Arbeiten sind ab 1900 erste Sende- und Empfangsanlagen

Erfindung der Braunschen Röhre. Gilt als Grundlage für den Fernseher.

Die Vakuum-Elektronenröhre wird erfunden. John A. Fleming erfindet 1905 die erste Radioröhre, die Diode. 1906 entwickeln Robert von Lieben und Lee De Forest unabhängig voneinander die Verstärkerröhre, Triode genannt, die der Funktechnik einen wesentlichen Impuls gab. Der Bau von elektrischen Verstärkern und des ersten Röhrensenders wird ermöglicht.

Thury nimmt die erste 125 kV Gleichstromfernübertragung der Welt in Frankreich in Betrieb.

In den USA wird eine Hochspannungsleitung nach Los Angeles mit 220000 Volt Spannung betrieben.

Erster Farbfernseher, erste transatlantische Fernsehübertragung von London nach New York.

Manfred von Ardenne führt die Kathodenstrahlröhre und damit das elektronische Fernsehen ein.

Auf der Weltausstellung in Paris stellt die Firma OSRAM die ersten Leuchtstofflampen vor.

Die deutschen Physiker Otto Hahn und Fritz Straßmann spalten Uran-Atomkerne durch Beschuss mit Neutronen.