Ανδρέας Ιωάννου Κασσέτας

Το φαινόμενο ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΗ ΕΠΑΓΩΓΗ
 

 

 

 


Πώς λέμε είναι ένα παιδί-φαινόμενο;

Εδώ πρόκειται για ένα φαινόμενο-«φαινόμενο»

 

Φαινόμενο που ανακαλύφθηκε

Το φαινόμενο ανακαλύφθηκε το 1831. Πρόκειται για ένα «γίγνεσθαι» με αιτία και αποτέλεσμα το οποίο κυριολεκτικά ΑΝΑΚΑΛΥΦΘΗΚΕ, παρατηρήθηκε δηλαδή για πρώτη φορά στο  εργαστήριο, αφού προηγουμένως και επί αρκετά χρόνια κυοφορήθηκε ως έμμονη ιδέα στη σκέψη δύο ανθρώπων που δεν είχαν ποτέ συναντηθεί. Και η έμμονη ιδέα ήταν ότι «θα μπορούσαμε να δημιουργήσουμε ηλεκτρικό ρεύμα είτε με ένα άλλο ηλεκτρικό ρεύμα είτε με μαγνητισμό». Η πορεία προς τη μεγάλη ανακάλυψη, ήταν μακρόχρονη   βασανιστική.   Το τέλος της, έτος 1831,  σήμαινε ότι οι άνθρωποι βρήκαν επιτέλους τον τρόπο να παράγουν ηλεκτρικό ρεύμα άφθονο, αλλά και να μεταφέρουν το αγαθό με καλώδια από τον τόπο της παραγωγής στην περιοχή της κατανάλωσης. Ήταν η μεγαλύτερη ίσως ανακάλυψη του 19ου αιώνα, ένα γεγονός που έβαλε τον θεμέλιο λίθο της ηλεκτρικής βιομηχανίας του μέλλοντος και πέτυχε να  αλλάξει τη ζωή των ανθρώπων και να επηρεάσει ακόμα και τη νοοτροπία τους.

 

Και οι δυο τους παιδιά της εργατικής τάξης

Εμείς οι Ευρωπαίοι συνήθως αποδίδουμε την πατρότητα της ανακάλυψης στον  Άγγλο Michael Faraday, ο οποίος έφθασε στο «τέλος» ύστερα από μια τεράστια μακροχρόνια   προσπάθεια. Στα ημερολόγιά του – που κυκλοφόρησαν στην Αγγλία πριν από μερικά  χρόνια- διαβάζουμε  για τις επινοήσεις του, για τις περιγραφές των δικών νέων κατασκευών και   για τις επαναλήψεις των

 

 

πειραμάτων του και μας εντυπωσιάζει  η υπομονή του και η πίστη που τον διακρίνει μολονότι  κάθε φορά  καταλήγει στο μονότονο «πάλι δεν έγινε τίποτα».  Τελικά τα κατάφερε, ύστερα από δέκα χρόνια αποτυχημένων προσπαθειών. Το όνομα που έδωσε ως πατέρας   στο «νεογέννητο» ήταν “ Electromagnetic induction.  Στην ελληνική γλώσσα το induction  το αποδίδουμε με τη λέξη Επαγωγή, στη γερμανική Ιnduktion, στην ιταλική Induzione, στην ισπανική Inducción και στη σουηδική Ιnduktion. Με εξαίρεση τα ελληνικά η «λατινική» καταγωγή του όρου κυριαρχεί. 

 

Για το ζήτημα της πατρότητας της ανακάλυψης οι Αμερικάνοι διαμαρτύρονται και έχουν δίκιο διότι την ίδια ακριβώς εποχή με τον Faraday, ο Joseph Henry, ο πρώτος μεγάλος φυσικός του  νεαρού τότε αμερικανικού έθνους, είχε οδηγηθεί στην ίδια ακριβώς ανακάλυψη και λίγο αργότερα στην κατασκευή του πρώτου μετασχηματιστή.

 

 

 

Ο γιος του Άγγλου σιδερά  από το  Surrey,  παιδί της γενιάς του Γεώργιου Καραϊσκάκη και ο -έξι χρόνια μικρότερός του- γιος του Αμερικάνου εργάτη από το Albany της Νέας Υόρκης. Και οι δυο τους παιδιά της εργατικής τάξης. Ο ένας μαθήτευσε κοντά σε έναν βιβλιοδέτη, ο άλλος δίπλα σε έναν τεχνίτη ρολογά του Albany. Ίσως οι πρώτοι στην ιστορία του πολιτισμού που κατάφεραν να ξεπεράσουν τις ταξικές προκαταλήψεις των κοινωνιών τους και να γίνουν μεγάλοι επιστήμονες. Δρόμοι  ζωής παράλληλοι, αλλά και δύο παράλληλες τροχιές  σκέψης με σύγκλιση στη μεγάλη ανακάλυψη, ο ένας στο Royal Institute Λονδίνου, ο άλλος στο Albany Academy της Νέας Υόρκης.

Πολλές δεκαετίες αργότερα  τα δύο ονόματα  θα συγκατοικήσουν σε κάθε κύκλωμα με πυκνωτή και πηνίο.

Το όνομα του Άγγλου –συντομευμένο- θα γίνει η μονάδα μετρήσεως του μεγέθους  που αποτελεί την ταυτότητα  κάθε  πυκνωτή, ενώ το όνομα του Αμερικάνου ολόκληρο θα γίνει η μονάδα μετρήσεως του μεγέθους που αποτελεί την ταυτότητα κάθε πηνίου.

Το ένα Farad είναι η μονάδα της χωρητικότητας και το ένα Henry η μονάδα του συντελεστή αυτεπαγωγής.

Και είναι τέτοια η διαπλοκή των εννοιών της φυσικής που αν πολλαπλασιάσεις ένα Henry επί ένα Farad θα προκύψει ένα δευτερόλεπτο στο τετράγωνο.

 

Faraday. Οι δρόμοι της σκέψης.

Μπορεί βέβαια οι Αμερικανοί να έχουν δίκιο στο ζήτημα της πατρότητας της μεγάλης ανακάλυψης, αλλά οι Ευρωπαίοι δικαιούνται να πιστεύουν ότι ο Michael Faraday ήταν  ο μεγαλύτερος πειραματικός φυσικός στην Ιστορία της επιστήμης αλλά και μία  περίπτωση ξεχωριστή. Ήταν κατ αρχήν ένας μεγάλος φυσικός που αγνοούσε τα μαθηματικά, ίσως  ο τελευταίος φυσικός που μπόρεσε να τα βγάλει πέρα παρά το σοβαρό μειονέκτημα. Η άγνοια των μαθηματικών αλλά και η αδυναμία του να λειτουργεί με διεργασίες αφαίρεσης τον έριξε πριν απ όλα στην αγκαλιά του πειράματος. «Μου έρχεται πολύ βολικό», έγραψε κάποτε, «να διαπιστώνω ότι το πείραμα δεν χρειάζεται να τρέμει   μπροστά στα Μαθηματικά και σίγουρα μπορεί να τα συναγωνιστεί στον τομέα των ανακαλύψεων».

Ήταν παράλληλα προικισμένος με μία ΑΙΣΘΗΣΗ ΤΟΥ ΧΩΡΟΥ μοναδική. Ένας βικτοριανός Κέπλερ που αγνοούσε την ευκλείδεια Γεωμετρία. Ίσως η ανταμοιβή του στο  ότι δεν μπορούσε  να κάνει ΑΦΑΙΡΕΣΕΙΣ ήταν η εικονογραφούσα φαντασία του,  η ικανότητα που έχει ο  προικισμένος χειρώνακτας να «βλέπει» μέσα στον χώρο έως και κάποιες αόρατες δυναμικές γραμμές. Ένας ηδονοβλεψίας του αόρατου.

Στο πεδίο των συλλογισμών με δεδομένη την αδυναμία του στην ΑΦΑΙΡΕΣΗ, ήταν αναγκασμένος να εμπιστεύεται την ΑΝΑΛΟΓΙΑ, τη γραμμική δηλαδή μεταφορά ιδεών από έναν χώρο σε έναν άλλο. Και το έκανε.

Μελετώντας κανείς τα ημερολόγιά  Faraday μπορεί να καταλήξει στο συμπέρασμα ότι -για το «δρομολόγιο» προς τη νέα ανακάλυψη- οι δρόμοι τους οποίους επέλεξε ήταν δύο. Ο ένας θεμελιωμένος πάνω σε μια λογική αναλογίας τη  λογική του αντιστρόφου και ο άλλος σε μια λογική της αμοιβαιότητας.

 

Η λογική της αναλογίας.

Ο Faraday είχε δείξει μεγάλο ενδιαφέρον για το φαινόμενο ‘’ηλεκτροστατική επαγωγή’’ σύμφωνα με το οποίο η παρουσία ενός ηλεκτρισμένου σώματος προκαλεί σ’ ένα γειτονικό αφόρτιστο αγωγό την «εμφάνιση»  ηλεκτρικών φορτίων,  «επάγει», με άλλα λόγια, αντίθετα φορτία στα άκρα του. Βασιζόμενος σε μία λογική αναλογίας, ερεύνησε το ενδεχόμενο εάν ο «ηλεκτρισμός σε κίνηση» (το ρεύμα) θα μπορούσε να επάγει ηλεκτρισμό σε κίνηση (ρεύμα) σε κάποιο άλλο ηλεκτρικό κύκλωμα.

Η ΛΟΓΙΚΗ ΤΗΣ ΑΝΑΛΟΓΙΑΣ
 

 

Το ηλεκτρικό ρεύμα 
κυκλώματος
προκαλεί "εμφάνιση"
ηλεκτρικού ρεύματος
σε γειτονικό κύκλωμα
Το ηλεκτρικό φορτίο 
αντικείμενου
προκαλεί "εμφάνιση"
ηλεκτρικού φορτίου 
σε γειτονικό αγωγό
;
 

 

 

 

 

 


Η λογική της αμοιβαιότητας.

Την ίδια περίπου εποχή ο Ampère είχε αποδείξει ότι κάθε σταθερό ηλεκτρικό ρεύμα δημιουργεί σταθερό μαγνητικό πεδίο, Κινούμενος πάνω σε μια λογική αμοιβαιότητας ο Faraday εκτίμησε ότι όφειλε να αναζητήσει το αντίστροφο φαινόμενο.  Ερεύνησε, λοιπόν, εάν η παρουσία ενός μαγνήτη κοντά σε κλειστό κύκλωμα θα μπορούσε να δημιουργήσει ηλεκτρικό ρεύμα στο κύκλωμα αυτό.

 

Η ΛΟΓΙΚΗ ΤΗΣ ΑΜΟΙΒΑΙΟΤΗΤΑΣ
Ο ΜΑΓΝΗΤΙΣΜΟΣ
(ενός μαγνήτη) δημιουργεί
ΗΛΕΚΤΡΙΚΟ ΡΕΥΜΑ
σε ένα κύκλωμα
Το ΗΛΕΚΤΡΙΚΟ ΡΕΥΜΑ
ενός κυκλώματος 
   δημιουργεί
ΜΑΓΝΗΤΙΣΜΟ
;
 

 

 

 

 

 

 


Η έννοια ΕΝΕΡΓΕΙΑ

Τα αγαθά  κόποις  κτώνται

 

Είτε ο μαγνήτης πλησιάζει τη μεταλλική σπείρα, είτε απομακρύνεται από αυτήν, η σπείρα μετατρέπεται σε πηγή ηλεκτρεγερτικής δύναμης. Το ίδιο συμβαίνει και εάν η σπείρα μετακινείται ως προς τον μαγνήτη ή και εάν ευρισκόμενη κοντά σε αυτόν τεθεί – από κάποιον – σε περιστροφή.  

Σε κάθε περίπτωση όμως  συμβαίνει κάτι που δεν είναι

 καθόλου ασήμαντο κι ας φαίνεται σαν μια ΛΕΠΤΟΜΕΡΕΙΑ.

Και η «λεπτομέρεια» είναι ότι όποιος επιδιώξει να μετατρέψει τη σπείρα σε πηγή ηλεκτρεγερτικής δύναμης για να το καταφέρει θα χρειαστεί   «ΚΟΠΟΣ».

 

Δέκα  περίπου χρόνια μετά την ανακάλυψη του φαινομένου ο Γερμανός Helmholtz εστίασε στην καθόλου ασήμαντη αυτή λεπτομέρεια και μετέφρασε τον «ΚΟΠΟ» χρησιμοποιώντας την σχετικά νεογέννητη έννοια ΕΝΕΡΓΕΙΑ .

Την εποχή του τη δεκαετία δηλαδή του 1840 οι ερευνητές είχαν αρχίσει να διδάσκονται ότι

«για να εμφανιστεί κάπου ενέργεια πρέπει να ξοδευτεί ενέργεια».

Η ΕΝΕΡΓΕΙΑ και μόνο η ενέργεια δημιουργεί ΕΝΕΡΓΕΙΑ.

Οι ηλεκτρογεννήτριες του μέλλοντος, οι οποίες θα κάνουν μαζικά την εμφάνισή τους 50 χρόνια μετά τη μεγάλη ανακάλυψη, θα περιέχουν μαγνήτες και πλαίσια σε σχετική κίνηση και θα ΧΡΕΙΑΖΟΝΤΑΙ ΕΝΕΡΓΕΙΑ.

 

Και την ενέργεια αυτή θα την βρίσκουν

από ΘΕΡΜΙΚΗ ενέργεια προερχόμενη από καύση ΟΡΥΚΤΩΝ

 όπως το πετρέλαιο, το φυσικό αέριο, οι λιθάνθρακες, ο λιγνίτης

από ΚΙΝΗΤΙΚΗ ενέργεια του ΝΕΡΟΥ και,  μετά τη δεκαετία του 1960,

από ΠΥΡΗΝΙΚΗ ενέργεια προερχόμενη από πυρηνική σχάση.

Παράλληλα και άλλες ΕΝΑΛΛΑΚΤΙΚΕΣ προτάσεις θα κάνουν την εμφάνισή τους δείχνοντας τον άνεμο, τον ήλιο, τη βιομάζα  και τη γεωθερμική ενέργεια.

 

Η πρώτη από τις επιλογές έχει βαρύνει και εξακολουθεί να βαραίνει ιδιαίτερα το περιβάλλον ενώ η «πυρηνική επιλογή» συνδέεται με ενδεχόμενα απειλητικές συνέπειες για όλους.

Και ορισμένα γεγονότα όπως το «ατύχημα» του 1986 στο Τσερνομπίλ έδειξαν ότι το ενδεχόμενο δεν είναι μόνο «ενδεχόμενο».

 

180 χρόνια μετά την ανακάλυψη και 130 μετά την πρώτη εγκατάσταση θερμοηλεκτρικού σταθμού

οι άνθρωποι του πλανήτη Γη, με υπερβολικά αυξημένες τις σχετικές ανάγκες τους επιμένουν να αξιοποιούν το φαινόμενο ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΗ ΕΠΑΓΩΓΗ και παράγουν γύρω στα  18 εκατομμύρια γιγαβατώρες ηλεκτρικής ενέργειας το χρόνο, χωρίς βέβαια να ΜΟΙΡΑΖΟΝΤΑΙ το αγαθό.

 

 

Τρία σημαντικά προβλήματα

 

Εξυπακούεται βέβαια ότι η κατανάλωση του «αγαθού» ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ έχει δημιουργήσει προβλήματα. Τα σημαντικότερα, κατά τη δική μας εκτίμηση,  είναι τρία

Το πρώτο η ΑΝΙΣΗ ΚΑΤΑΝΟΜΗ του «αγαθού». Οι Ευρωπαίοι είναι 820 εκατομμύρια άνθρωποι και καταναλώνουν  5.250.000  GWh (γιγαβατώρες) το χρόνο τη στιγμή που οι 3.800 εκατομμύρια  Ασιάτες καταναλώνουν συνολικά λιγότερες GWh,  ενώ οι 950 εκατομμύρια άνθρωποι της Αφρικής καταναλώνουν μόλις 414.000 GWh  το χρόνο.

Αλλά και μεταξύ των Ευρωπαίων διατηρούνται σοβαρές ανισότητες. Σε κάθε Νορβηγό αντιστοιχούν 26230 κιλοβατώρες το χρόνο, σε κάθε Βέλγο 8515, σε κάθε Έλληνα 5240, σε κάθε Ρουμάνο 2340 και σε κάθε Αλβανό 1815. Αυτά από μετρήσεις του έτους 2005.

Το δεύτερο πρόβλημα είναι η παρατηρούμενη σε ανεπτυγμένες κυρίως χώρες «ΑΠΩΛΕΙΑ ΤΟΥ ΜΕΤΡΟΥ». Στις χώρες αυτές δημιουργούνται, σε αρκετές περιπτώσεις, επίπλαστες ανάγκες κατανάλωσης και η συμπεριφορά μιας μεγάλης μερίδας ανθρώπων είναι να καταναλώνει – για κλιματισμό και για φωτισμό και όχι μόνο – το «αγαθό» και να ξεχνά, ίσως και να αγνοεί, οτιδήποτε έχει σχέση με « περιορισμένα ενεργειακά αποθέματα» και με «περιβαλλοντικά συνέπειες» της ενεργειακής υπερκατανάλωσης.

Το τρίτο από τα προβλήματα είναι η ΕΠΙΛΟΓΗ κάθε κοινωνίας στο ζήτημα των ενεργειακών πηγών. Με δεδομένο ότι οι  επιλογές είναι τέσσερεις – ορυκτό καύσιμο, νερό, πυρηνικά και εναλλακτικές μορφές –  το «μονοπάτι» που οδηγεί στις τελικές επιλογές κάθε χώρας είναι ιδιαίτερα «δύσβατο» και οι τελικές αυτές επιλογές διαμορφώνονται από σύνθετους παράγοντες ανάμεσα στους οποίους συγκαταλέγονται οι σχετικές εδαφικές δυνατότητες της χώρας, η πίεση που ασκείται από τις ενδιαφερόμενες εταιρείες και η ύπαρξη ή ανυπαρξία οικολογικού κινήματος

Η επιλογή,  λόγου χάρη, των Γάλλων είναι 10,3% ορυκτά καύσιμα, 10,9 υδροηλεκτρικά,  

78% πυρηνικά και 0,8% εναλλακτικές μορφές,  βρίσκεται σε απόλυτη διαφωνία με εκείνη των Αυστραλών ( 91,4% - 7,4% - 0% - 1,2 )  και των Ιταλών ( 82% - 13,4% - 0% - 4,2% ) οι οποίοι αρνούνται την πυρηνική ενέργεια και καταφεύγουν σε ορυκτά καύσιμα, ενώ οι Σουηδοί

( 6,8% - 41% - 48,6% - 3,6% ) αρνούμενοι τα ορυκτά καύσιμα  προωθούν την υδροηλεκτρική ενέργεια αλλά αποδέχονται και την πυρηνική σε πολύ υψηλό ποσοστό. Το ποιοι «έχουν δίκιο»

-        ή έστω σχετικά περισσότερο δίκιο- συνιστά ένα αρκετά σοβαρό ερώτημα για όλες τις κοινωνίες δεδομένου ότι οι περισσότερες αδυνατούν να ακολουθήσουν τον εντυπωσιακή επιλογή των Νορβηγών οι οποίοι έχουν καταφέρει να αρνηθούν τόσο τα ορυκτά καύσιμα όσο και την πυρηνική επιλογή και να υλοποιούν το φοβερό  

«0,5% ορυκτό καύσιμο, 98,9% (!) υδροηλεκτρική,  0,6% εναλλακτικές και καθόλου πυρηνική ενέργεια».

 

 

Για περισσότερα

Πλανήτης Γη. Ηλεκτρική ενέργεια

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.